जलवायु परिवर्तन के प्रभावों को कम करना और उलटना मानवता के सामने सबसे महत्वपूर्ण वैज्ञानिक चुनौती है। कार्बन सीक्वेस्ट्रेशन कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता को कम करने की क्षमता वाली तकनीकों की एक श्रृंखला का वर्णन करता है (CO2) वातावरण में। इनमें से अधिकांश योजनाओं में गैस को भूमिगत भंडारण करना शामिल है, हालांकि, यह जोखिम के बिना नहीं है, और वैज्ञानिक चिंतित हैं कि भूमिगत भंडारण से भूकंपीय गतिविधि में वृद्धि हो सकती है (एक घटना जिसे "प्रेरित भूकंपीयता" के रूप में जाना जाता है)।
अब, यूएस और स्विट्ज़रलैंड के शोधकर्ताओं ने मिडवेस्टर्न यूएस में इलिनोइस बेसिन डेकाटुर प्रोजेक्ट (आईबीडीपी) में, मेजबान रॉक में कार्बन इंजेक्शन के कारण होने वाली छोटी भूकंपीय घटनाओं का अध्ययन किया है। 2011-2014 में, IBDP ने एक मिलियन टन COXNUMX इंजेक्ट किया2 रिओलाइट क्रिस्टलीय बेसिन के ठीक ऊपर एक भूमिगत जलाशय में। निकिता बोंडारेंको और रोमन माखेंको इलिनोइस विश्वविद्यालय में और यूरी पोड्लादिकोव लॉज़ेन विश्वविद्यालय में फील्ड अवलोकन और कंप्यूटर सिमुलेशन के संयोजन का उपयोग यह दिखाने के लिए किया गया है कि कैसे आईबीडीपी में सूक्ष्म भूकंपीयता मेजबान चट्टान की सूक्ष्म संरचना पर अत्यधिक निर्भर है।
मोहर का घेरा
शोधकर्ताओं के दृष्टिकोण की नींव "मोहर सर्कल" नामक एक अवधारणा है, जो उस ग्राफ का वर्णन करती है जिसे एक तनाव टेंसर को चित्रित करने के लिए खींचा जा सकता है। कई जियोइंजीनियरिंग प्रयासों के अभिन्न अंग, मोहर के हलकों को कई दिशाओं में तनाव के लिए मिट्टी, खनिजों और अन्य भूभौतिकीय सामग्रियों की प्रतिक्रिया का वर्णन करने के लिए प्लॉट किया जा सकता है। शोधकर्ताओं का लक्ष्य सीओ के इंजेक्शन के दौरान रिक्टर पैमाने पर केवल 2.0 या उससे कम परिमाण की घटनाओं पर विचार करते हुए स्थानीय सूक्ष्म भूकंपीयता की गहरी समझ विकसित करना था।2 IBDP रॉक जलाशय में।
अपने मोहर सर्कल गणनाओं को पूरा करने के लिए, समूह ने विचार किया है कि कैसे CO2 एक द्रव के रूप में व्यवहार करता है और मेजबान चट्टान की दरारों और छिद्रों को भरता है। आईबीडीपी की भूकंपीय गतिविधि के अवलोकन से उनके परिणाम दर्शाते हैं कि सीओ का इंजेक्शन2 "क्रिस्टलीय तहखाने" (तलछट जमा के नीचे चट्टान की परत) में मौजूदा दरारें और दोष बढ़ सकते हैं, जिससे बेसिन अस्थिर हो सकता है। इसके अलावा, क्रिस्टलीय तहखाने के ऊपर सीधे कठोर परत में इंजेक्शन-प्रेरित क्रैकिंग हो सकती है, जिसे "कठोर सक्षम परत" भी कहा जाता है।
आईबीडीपी में, सीओ2 इलिनोइस बेसिन के स्ट्रैटिग्राफी के भीतर माउंट साइमन बलुआ पत्थर की निचली इकाई में इंजेक्ट किया जाता है (चित्र देखें)। माउंट साइमन कॉम्प्लेक्स में इंट्राफॉर्मेशनल सील्स (चट्टान में अभेद्य खनिज नसों) की उपस्थिति के कारण, इंजेक्शन सीओ2 जलाशय के नीचे क्रिस्टलीय तहखाने में दोषों को प्रभावित करता है, जिससे किसी भी दोष संरचनाओं का पुनर्सक्रियन संभव हो जाता है जो अनुकूल रूप से उन्मुख होते हैं।
पोरोलेस्टिक प्रभाव
एक और घटना जिसे सीओ के दौरान संबोधित करने की जरूरत है2 इंजेक्शन पोरोरोलेस्टिक प्रभाव है, जो ताकना दबाव और यांत्रिक तनाव से संबंधित है। अध्ययन का यह हिस्सा टीआर मैकमिलन #2 कुएं से अर्जेंटीना बलुआ पत्थर और प्रीकैम्ब्रियन रिओलाइट पर केंद्रित है, जो आईबीडीपी इंजेक्शन साइट से 25 किमी दक्षिण पश्चिम में है। लक्ष्य साइट के पोरोमैकेनिकल गुणों को मापना था। 1900-2000 मीटर की गहराई सीमा के भीतर अर्जेंटीना बलुआ पत्थर और प्रीकैम्ब्रियन रिओलाइट के करोड़ों को निकाला गया था।
प्रीकैम्ब्रियन रिओलाइट, क्रिस्टलीय बेसमेंट रॉक, फ्रैक्चर के लिए जाना जाता है जो आंतरिक द्रव प्रवास की अनुमति देता है, जिससे चट्टान कमजोर हो जाती है और इसके लोचदार मापांक कम हो जाते हैं। बरकरार, या विषम, नमूने 10-100 मिमी के क्रम में आकार के नमूने पर प्रयोगशाला-स्तरीय प्रयोगों के माध्यम से प्राप्त किए गए थे। सीओ द्वारा प्रेरित भूकंपीयता को मॉडल करने के लिए, छिद्र तरल पदार्थ और व्यवहार के लिए आंशिक व्युत्पन्न बायोट समीकरणों के सेट के आधार पर, इस छोटे पैमाने पर प्राप्त माप तब टीम के "पूरी तरह से युग्मित जलविद्युत संख्यात्मक कोड" के माध्यम से चलाए गए थे।2 आईबीडीपी में इंजेक्शन।
संख्यात्मक मॉडलिंग
कार्बन की सफाई
प्रयोगशाला मापन के अलावा, इंजेक्शन स्थल पर होने वाली सूक्ष्म भूकंपीयता के लिए बलुआ पत्थर और रिओलाइट की स्तरीकरण से संबंधित कुछ संख्यात्मक मॉडलिंग की गई थी। इलिनोइस स्टेट जियोलॉजिकल सर्वे द्वारा किए गए भूकंपीय सर्वेक्षण के परिणाम IBDP के नीचे स्ट्रैटिग्राफिक परतों में कुछ असमान अवसादन दिखाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप चट्टान के भीतर तनाव में बदलाव हो सकता है। इसके अलावा, चट्टान की ताकत को मापा गया था, और घर्षण कोण की तुलना मोहर के सर्कल की स्पर्शरेखा रेखा से करने से शोधकर्ताओं को इंजेक्शन-प्रेरित क्रैकिंग और रॉक विफलता के लिए दहलीज को समझने की अनुमति मिली। संक्षेप में, वे निष्कर्ष निकालते हैं कि सीओ का इंजेक्शन2 महत्वपूर्ण भूकंपीय गतिविधि में परिणाम की संभावना नहीं है।
शोधकर्ता अपने परिणामों का वर्णन करते हैं वैज्ञानिक रिपोर्ट, और उनके पेपर से मुख्य निष्कर्ष यह है कि भूकंपीयता एक अत्यधिक जटिल घटना है। स्थानीय स्ट्रैटिग्राफिक विशेषताएं इंजेक्शन से उत्पन्न भूकंपीयता के विश्लेषण को जटिल बनाती हैं। नतीजतन, आईबीडीपी इंजेक्शन साइट को एक एकल मोहर सर्कल द्वारा प्रभावी रूप से वर्णित नहीं किया जा सकता है, न ही केवल ताकना दबाव में परिवर्तन से सूक्ष्म भूकंपीय प्रतिक्रिया को समझाया जा सकता है। हाइड्रोमैकेनिकल कपलिंग, दो-चरण प्रवाह, स्ट्रैटिग्राफिक प्रभाव और तापमान को IBDP के भूकंपीय प्रोफाइल की बड़ी तस्वीर के हिस्से के रूप में माना जाना चाहिए। वास्तव में, उद्योग के निरंतर प्रसार के साथ कार्बन पृथक्करण की आवश्यकता को पूरा करने के लिए और अधिक काम किया जाना चाहिए; भूकंपीयता एक सुरक्षा खतरे को दर्शाती है, जो कार्बन पृथक्करण उपायों के बारे में लोगों की धारणा को प्रभावित करती है। जब तक हम कार्बन इंजेक्शन से प्रेरित भूकंपीयता की बेहतर समझ तक नहीं पहुंच जाते, तब तक जोखिम न्यूनीकरण कार्रवाई का सबसे अच्छा तरीका है।
