开采石油和天然气已经造成美国俄克拉荷马州、得克萨斯州、堪萨斯州等多个州地震频发，这是科学家从未见过的。以往俄克拉荷马州平均每年也就经历一两次地震，但2015年却地震了近900次。美国中东部各州（以前一直被视为是地震相对较少的地区）地震频率也从每年29次增长至1000余次。
这些地震造成人员受伤，房屋受损，还引发了多起集体诉讼。但是，鉴于石油和天然气开采活动并不会在近期停止，地震很有可能还会继续发生。作为应对，学术界、联邦政府、能源公司和监管机构已经开始行动，试图降低这些人为引发的地震的频率和强度。最近发表的系列论文和其他研究表明，尽管还存在很多问题，但是它们进展迅速。
早在上世纪60年代，科学家就已经知道，向地下注入高压液体会引发地震。大多数时候，罪魁祸首并非是水力压裂含油或者含天然气的岩石，而是相关的废水回注过程。比如，在俄克拉荷马州，无论是否采用水力压裂法，油井每生产一桶原油都会产生至少十桶废水。采油公司把水和其他副产物从油中分离开后，会把前者经废水井回注到地下（这么做是为了保护土壤和地表水）。但是该过程产生的压力会抵消掉能让断层结合在一起的摩擦力，从而诱发地震。由于俄克拉荷马州和其他多个州的能源行业正在蓬勃发展，回注地下的废水量也迅速增加。
考虑到现在的经济现状，停止废水回注是不太可能的。因此美国斯坦福大学的研究者转而研究在何处回注。迄今，他们已经绘制好了俄克拉荷马州和得克萨斯州（这两个州受到人为地震影响的人口最多）的天然地质压力图，他们发现，可能因压力增大而滑动的断层仅占总数的小部分。
该研究团队发现，那些走向与天然构造应力方向呈特定角度的断层是最容易发生滑动的。那些应力已达临界值的断层，即在某些方向应力足够大的断层，可能只要受到很小的外力就会断裂（好比桌子上的一块砖头。如果从上方压，砖头不会动。但是如果从侧面推，就会沿着桌面滑动）。得克萨斯州的应力地图于2016年10月发表在《地球物理研究通讯》（Geophysical Research Letters）杂志，其第一作者、斯坦福大学在读博士生延斯-埃里克·伦德·斯尼（Jens-Erik Lund Snee）称，这个能引发地震的外力最小仅需几psi（磅/平方英寸）。斯尼希望，能源公司和监管部门能把应力地图和断层地图进行匹配，从而了解在什么地方进行废水回注最有可能引发地震——然后在回注废水时避开这些地方。
这项研究的一处不足在于，在得克萨斯州和俄克拉荷马州，很多发生地震的断层之前并没有被绘制在地图上。不过，能源公司或许能用上斯坦福大学的这些研究数据，因为它们比学术机构的科学家或者监管机构更了解地表之下。“尽管这并没有解决问题，但是确实朝着解决问题的方向迈出了一大步。”地震学家希瑟·德松（HeatherDeshon）说，她在美国南卫理公会大学（Southern Methodist University）研究人类诱发的地震。
除此之外，一些研究者正在计算安装密集的地震监测器网络是否划算。地震监测器能检测到井周边微小的地震，使得能源公司或者监管机构在地震增强前就能迅速行动，减少注水量。得克萨斯州目前正在搭建这样的网络。同时，一些科学家建议只向那些天然就与深处断层隔离的地层注水。另外，在不诱发地震的前提下，不同地区能承受的最大注水压力也不同，部分专家正在计算具体数值，并取得了进展。
科学家正在研究实际的解决方法，与此同时俄克拉荷马州依旧地震不断。该州地震学家杰克·沃尔特（Jake Walter）称，各种新发现有助于在长期上解决问题，不过他自己关注的是找到短期解决方案。自2015年来，为了减少地震，该州已经减少了注入量，在某些地方暂停了在地震区回注废水。尽管在2016年该州的地震次数大幅下降，但强度却上升了。为什么会这样？可能的一种解释是高压回注废水会继续渗入地下，就像纸巾上的一滴水，这些废水会遇到新的、有时更大的断层。因此尽管已经取得了一些进展，但是沃尔特说，“我们并没有脱离险境。”
撰文 安娜·库奇门特（Anna Kuchment)
翻译 张哲
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