Små mikrojordskælv gør grundvandet surt

Små jordskælv, for lille til at kunne mærkes på jordens overflade, skabe kemiske ændringer, der gør grundvandet surt, ifølge nyligt offentliggjort forskning ved University of Strathclyde.

Forskningspapiret, "Mikroseismiske hændelser forårsager betydelige pH-fald i grundvandet, " udgivet af Geofysiske forskningsbreve , dokumenterer for første gang, hvordan små jordskælv, ikke mærkes på overfladen, bryde de kemiske bindinger i bjergarter under frakturering. Disse brudte kemiske bindinger reagerer med det omgivende vand og skaber lommer af surt grundvand.

Surhedsændringer

Strathclyde-holdet observerede pH-fald på 1-3 enheder i grundvandet over en 24-timers periode - svarende til forskellen mellem postevand og eddike. Ændringerne i surhedsgraden er store nok til at opløse mineraler i bjergarter, frigive indespærrede elementer såsom metaller og tillade dem at bevæge sig gennem jordens overflade.

Tusindvis af lignende mikroseismiske hændelser anslås at forekomme hvert år i Storbritannien, og mens hver hændelse er lille, de kumulative effekter kan være store. Over lange perioder, mikrojordskælv kunne transportere elementer i klipper gennem jordens overflade. Nogle af disse elementer - såsom calcium og magnesium - kan spille en afgørende rolle i at fange kuldioxid i atmosfæren og dermed påvirke de globale temperaturer. Men indtil nu, denne forsuringsproces er ikke inkluderet i klimamodeller eller forudsigelse af malmplaceringer.

Følsomme seismometre

I Strathclyde-projektet, Følsomme seismometre lyttede efter små jordskælv i klippen omkring tunnelerne på Grimsel Test Site i de schweiziske alper - et underjordisk stenlaboratorium. Grundvandet blev udtaget fra tunnelsystemet for at se efter ændringer i vandkemien med jævne mellemrum i 2014 og 2015.

Hovedforfatter Dr. Mark Stillings, en forskningsassistent i civil- og miljøteknik ved Strathclyde, sagde:"Da nogle af disse begivenheder fandt sted tæt på tunnelerne, vi observerede helt uventede pulser af surt vand i tunnelen i forbindelse med små jordskælv, der blev opdaget af vores seismometre i de omkringliggende klipper. "

Laboratorieforsøg viste derefter, at ændringerne i surhedsgraden udelukkende er et resultat af revnedannelsen af ​​silica-baserede bjergarter såsom granit.

Umærkelige jordskælv

Store jordskælv, af størrelse større end tre, har tidligere vist sig at ændre grundvandets kemi ved at skabe nye revner i klippen, der forbinder tidligere isolerede vandområder og tillader dem at blande sig. Strathclyde undersøgelsen, imidlertid, viser for første gang, at lille, umærkelige jordskælv kan også forårsage kemiske ændringer, og at disse sker ved en anden mekanisme - brydning af silicabindinger i klippen, som påvirker surheden af ​​det omgivende vand.

Professor Rebecca Lunn, projektlederen, sagde:"Disse resultater er vigtige, fordi små, ufølte 'mikro' jordskælv er ekstremt hyppige, og vandets surhedsgrad påvirker i væsentlig grad de fleste kemiske reaktioner i Jorden – inklusive, for eksempel, stenforvitringsreaktioner, der påvirker forudsigelser af globale kulstofemissioner og nedbørsreaktioner, der påvirker de sandsynlige placeringer af værdifulde metalmalmaflejringer i Jorden."