英国兰开夏郡普雷斯霍尔(Preese Hall)的页岩气水力压裂(fracking)是英国人最为担心的问题。2011年，它导致英国发生了两次可感地震。由于当地震级(ML)分别为2.3和1.5级，这些地震随后被认定为与先前未知的自然地质断层的重新激活有关。
水力压裂法曾暂时被禁，但在中断了7年之后，于2018年10月在兰开夏郡普雷斯顿新路的一个新地点恢复使用。三天后，英国地质调查局(British Geological Survey)就开始在当地地震台网络中探测到与该地点有关的地震。
水力压裂法的工作原理是对地下页岩进行压裂，这样就形成了一条可以开采页岩中贮藏气体的通道。由于地震是在岩石破裂时发生的，所以水力压裂的设计初衷与地震产生的过程相同。然而，在普雷斯顿新公路(Preston New Road)地下的水力压裂作业深度为约2千米时，产生的震动太小了以至于人们无法感觉到。
另一方面，如果震级在ML 0.5以上则可能表明，之前存在的自然地质断层又被重新激活，释放了页岩中已经储存的应力。其结果是地震大到人类都能感觉得到。
为了降低地震发生的可能性，英国采用了一种监管的交通灯系统，如果发生震级为0.5或更大的地震，就需要暂停水力压裂的注射过程。到目前为止，普雷斯顿新路36次地震中有6次触发了该系统，经过18个小时的监测和天然气井完整性检查后恢复运行。这口井现在已经生产出了第一口天然气。
在这些地震中，只有10月29日发生的ML 1.1级最大的地震被人们感觉到了，但这并不能排除在这次行动中会有更多的可感地震发生。
棘手的问题仍在前方
英国水力压裂法目前针对的页岩地层是较为完全的自然断层，由于开采煤矿而诱发小规模地震在过去相对常见。然而，新的挑战是弄清楚这些断层的压力有多大以及人们对地震的普遍感受范围可能有多大。良好的地震监测将对水力压裂初期作业提供重要数据以期协助解决这一问题。
目前的交通灯系统也需要考虑。在ML 0.5以上的情况下，压裂现场需要永久性关闭吗?另外，如果目前普雷斯顿新路的停止-启动循环可以无限期地重复进行，井的完整性和反复的地震不会对当地居民造成干扰吗？
此外，基于震级的交通灯系统真的适用吗?震级是地震大小的特征，但不是衡量地面震动剧烈与否的尺度，而地面震动的剧烈程度是人类在地表感受到的影响。10月26日发生的ML0.8地震所产生的地动山摇远比卡车驶过时产生的震动小，同时也远低于采石作业的规定限度。因此，一个基于地面震动强度的红绿灯系统可能更适合水力压裂。
归根结底，那些可能受到地震影响的人的意见才是最重要的。当地居民是否愿意容忍诱发地震，以换取当地的经济利益，还有待考证。
要解决这些问题，需要利益相关者(包括当地居民)的合作，以及独立组织的研究，如水力压裂研究协会（the Researching Fracking）和英国地质调查局（British Geological Survey）。这些答案将在决定英国页岩气是否有发展前景，以及如何为英国的可持续、可承受和安全的能源未来做出贡献等方面发挥关键作用。
作者简介：
Miles Wilson达勒姆大学地球科学系博士生
Gillian Foulger达勒姆大学地球物理学教授
Jon Gluyas杜伦大学碳捕捉与储存地球能源教授
Richard Davies 纽卡斯尔大学协作与国际化副校长
翻译：马莺华
审校：马晓彤
京公网安备11010502039775号
