A Communications Earth & Environment folyóiratban megjelent egy tanulmány, amely javítja a szeizmikus aktivitás modelljeit, sőt segíthet a szuperkritikus geotermikus energiaforrások kiaknázására szolgáló fúrások optimális helyszíneinek azonosításában is.
Jelenlegi ismereteink szerint a földrengések és a vulkánkitörések nem jelezhetők előre, különösen nem a tipikus időjárás-jelentésekből elvárt időskálákon. Japán kutatók új módszert vezettek be a felszín alatti folyadékok, köztük a víz természetének és szerepének feltárására a földrengések és vulkánkitörések esetén. Tanulmányuk arra utal, hogy a víz, sőt a heves esőzések is szerepet játszhatnak a szeizmikus eseményekben, sőt akár ki is válthatják azokat. Ez a felismerés potenciálisan jobb korai figyelmeztető rendszerekhez vezethet, amelyek életeket menthetnek. Az ilyen modellek fejlesztésének további előnye, hogy segíthetnek a geotermikus energia kiaknázására alkalmas területek megtalálásában is.
„Legújabb, fejlett szeizmikus képalkotást alkalmazó tanulmányunk elsőként mutatja be, hogy a mély vulkáni folyadékok, például a víz, nagynyomású szuperkritikus állapotukban hogyan eshetnek csapdába, vagy hogyan vándorolhatnak és milyen fázisváltozásokon mehetnek keresztül, amelyek befolyásolják a földrengéseket” – nyilatkoza Takeshi Tsuji, a Tokiói Egyetem Műszaki Doktori Iskola professzora.
A gépi tanulás alkalmazása a szeizmométeres adatokkal összefüggésben lehetővé tette, hogy részletesen feltérképezzék a földrengések eloszlását és mechanizmusát, valamint megvizsgálják a rideg-képlékeny átmeneti zónát, ahol a kőzetek szeizmikusan aktívból nagyrészt inaktívvá válnak. Ez a folyadékok felhalmozódásának elsődleges területe. A korábbi alacsony felbontású elektromágneses felmérésekkel ellentétben a szeizmikus megközelítés példátlan háromdimenziós részletességgel tárta fel ezeket a rendszereket.
A szuperkritikus folyadékok a kulcs ebben az esetben. Különlegesek, mert egyszerre folyadékként és gázként is viselkednek. A magas nyomás és hőmérséklet miatt könnyen áramlanak, mint a gáz, de képesek hatalmas mennyiségű hőt tárolni és átadni, mint egy folyadék. Ez azt jelenti, hogy amikor különböző közegeken vagy változó körülmények között haladnak át – például egy szorosan lezárt területről egy repedezettre –, a szuperkritikus folyadékok gyorsan felmelegíthetnek egy területet, megváltoztatva annak és az alatta lévő magma viselkedését. Ez a szuperkritikus folyadék nincs elszigetelve a világtól; még az eső is hatással lehet rá.
Heves esőzésektől a talajvízszint emelkedik, ami növeli a nyomást a mélyen alatta lévő repedésekben és vetőkben. Ha ezek a vetők már közel vannak a repedéshez, ez a további nyomás földrengéseket válthat ki. Vulkanikus területeken, ahol a kérget nagynyomású folyadékok gyengítik, ez a hatás különösen erős lehet. A tanulmány egyértelműen kimutatta az összefüggést a csapadék és a szeizmicitás között. A magma képalkotásával és a föld alatti nyomásnövekedés megértésével javítható a kitörések korai figyelmeztető jeleinek keresése.
A katasztrófák előrejelzésén túl azonban van egy potenciálisan nagy előny is: a lehetőség a szinte korlátlan tiszta geotermikus energia kiaknázására, amire egy olyan ország, mint Japán, ideálisan alkalmas, de még nem kezdte el. A projekt azzal a céllal indult, hogy megbízható fúrási célpontokat találjanak, amelyekkel könnyebben elérhetők a geotermikus energia hasznosításához szükséges szuperkritikus vízkészletek. Új módszerükkel Tsuji professzor és csapata képes volt azonosítani a folyadékpályákat, a lezárt rétegek alatti rezervoárokat és a repedéseket, amelyeken keresztül a folyadékok kiszabadulhatnak.
A földalatti szuperkritikus víz hatalmas mennyiségű hőenergiát tartalmaz, így hihetetlenül ígéretes megújuló erőforrás lesz a jövőben. Fontos, hogy mivel mély rezervoárokból nyerik ki, nem zavarja a felszíni hőforrás-rendszereket, ami eddig komoly aggodalomra adott okot a japán geotermikus energia számára. Viszont, mivel ezek a folyadékok nagy mélységben, extrém nyomás és hőmérséklet alatt léteznek, ezért mind a fúrási technológiát, mind a berendezéseket adaptálni kell e körülményekhez.
A tanulmány elérhető itt.
