人类活动对地球深层地下流体流动产生了强烈影响

独孤一山隙

人类活动对地球深层地下流体流动产生了强烈影响。来源：Unsplash/CC0公共域

（）据亚利桑那大学（Niranjana Rajalakshmi）：人类活动对地球表面的影响，如温室气体排放和森林砍伐，已经得到了很好的研究。现在，亚利桑那大学的水文研究人员已经调查了人类如何影响地球表面下数百米到几公里的深层次表层。

乌里佐纳水文和大气科学系教授、《地球的未来》杂志上一篇论文的高级作者詹妮弗·麦金托什说：“我们研究了石油和天然气的流体生产速率与水的自然背景循环相比如何，并展示了人类是如何对地下流体的循环产生重大影响的。”。

该研究的主要作者、乌里佐纳水文和大气科学系兼职教授、萨斯喀彻温大学环境与可持续发展学院教授Grant Ferguson表示：“对大多数人来说，深层地下是看不见也想不起来的，我们认为为这些拟议的活动提供一些背景很重要，尤其是在涉及我们的环境影响时。”。

根据这项研究，未来，随着气候变化解决方案的提出，这些人类引发的流体通量预计将增加。这些策略包括：地质碳封存，即在地下多孔岩石中捕获和储存大气中的二氧化碳；地热能生产，包括通过热岩石循环水发电；以及从地下富含矿物质的盐水中提取锂，为电动汽车提供动力。这项研究是与加拿大萨斯喀彻温大学、哈佛大学、西北大学、韩国地质与矿产资源研究所和瑞典林奈大学的研究人员合作完成的。

“负责任的地下管理是实现绿色转型、可持续未来和将变暖控制在几度以下的任何希望的核心，”乌里佐纳地球科学系教授、该研究的合著者Peter Reiners说。

麦金托什说，在石油和天然气生产中，总是有一定量的水，通常是盐水，来自地下深处。地下水通常有数百万年的历史，其盐度来自古代海水的蒸发或与岩石和矿物的反应。为了更有效地开采石油，将更多来自近地表来源的水添加到盐水中，以弥补去除的石油量并保持油藏压力。然后将混合的盐水重新注入地下。这就变成了一个生产流体并将其重新注入地下深处的循环。

同样的过程也发生在锂提取、地热能生产和地质碳封存中，这些操作涉及地下剩余的盐水重新注入。

麦金托什说：“我们表明，这些石油和天然气活动的流体注入速率或补给速率大于自然发生的速率。”。

利用来自各种来源的现有数据，包括与石油和天然气开采以及地热能注水相关的流体运动测量，该团队发现，与人类干预前流体的运动方式相比，当前人类活动引起的流体运动速率更高。

随着碳捕获、固存和锂提取等人类活动的增加，研究人员还预测了这些活动可能如何被记录在地质记录中，即构成地壳的岩石中记录的地球历史。

麦金托什说，人类活动不仅有可能改变地下深处的流体，也有可能改变生活在那里的微生物。随着流体的流动，微生物环境可能会因水化学的变化或将新的微生物群落从地球表面带到地下而改变。

例如，水力压裂是一种用加压液体破碎地下岩石以提取石油和天然气的技术，以前没有任何可检测微生物数量的深层岩层可能会突然爆发微生物活动。

麦金托什说，关于地球的深层次表层以及它如何受到人类活动的影响，还有很多未知之处，继续研究这些问题很重要。

麦金托什说：“我们需要利用深层地下作为解决气候危机的一部分。”。“然而，我们对火星表面的了解比对水、岩石和脚下深处生命的了解还要多。”