В поисках промышленного рассола: изобилие воронок

Jan 01, 2024

Вверху: в 2008 году на отдельных скважинах с рассолом в Нью-Мексико появились две большие воронки. Изображение: предоставлено Льюисом Лэндом, Национальным институтом исследования пещер и карста.

Июльским утром 2008 года земля под юго-восточным Нью-Мексико начала смещаться и трескаться, поднимая в воздух огромный шлейф пыли. Через несколько минут образовалась огромная воронка, которая в конечном итоге выросла примерно до 120 футов в глубину и 400 футов в диаметре.

«В то время это была неудачная ситуация, но большинство людей считали ее разовой», — говорит Джим Грисволд, специальный менеджер проекта Департамента энергетики, полезных ископаемых и природных ресурсов штата Нью-Мексико. Но несколько месяцев спустя, в ноябре, пыль снова устремилась к небу, когда открылась еще одна воронка такого же размера, растрескавшая близлежащую дорогу.

Обе дыры, а позже и третья в Техасе, возникли на месте рассольных колодцев, промышленных скважин, через которые пресная вода закачивается в подземный слой соли. Пресная вода смешивается с солью, образуя рассол, который выносят на поверхность для промышленных целей; в данном случае бурение нефтяных скважин. После того, как появился второй провал, глава отдела Грисволда дал ему новое задание: охарактеризовать стабильность 30 других соляных скважин штата и сообщить о том, где может возникнуть следующий кризис.

То, что он обнаружил, было источником почти постоянного беспокойства на протяжении последнего десятилетия. В то время как первые два провала открылись в отдаленных районах, следующий, как обнаружил Грисволд, может поразить южную окраину Карловых Вар: город с населением 30 000 человек.

В этом месте роль колодца в растворении соли и вытягивании ее на поверхность привела к образованию полости шириной, превышающей ее высоту, и такая ситуация дестабилизирует почву наверху. И этот конкретный колодец находился недалеко от двух шоссе, железной дороги, оросительного канала, парка передвижных домов, церкви, склада кормов и нескольких заправочных станций. Если откроется столь же массивная воронка, это может поставить под угрозу жизни людей, остановить автомобильное и железнодорожное движение, а также загрязнить грунтовые воды бензином из разорванных труб и резервуаров для хранения или соленой водой из колодца.

Государственные чиновники изо всех сил пытались предотвратить эту судьбу, но потребовалось десятилетие, чтобы изучить проблему и найти финансирование для ее решения. (Владелец скважины, компания I&W Inc., подала заявление о банкротстве в 2010 году, и чиновники не выполняют свои потенциальные обязательства.) В прошлом году все наконец сошлось воедино, и начались беспрецедентные усилия по исправлению ситуации. Но работа раскрыла подземные тайны: размер и форма полости не соответствуют предыдущим исследованиям, а это означает, что ее восстановление будет более дорогостоящим. Никто не знает, сколько времени пройдет, прежде чем земля уступит дорогу.

Обследование соляных скважин по всему штату Нью-Мексико дало ученым редкую возможность определить область, находящуюся под угрозой неминуемого обрушения. Большинство других частей страны не были изучены так тщательно, хотя риск существует и там. Примерно 35 процентов территории Соединенных Штатов покрыто карстом, ландшафтом, характеризующимся сетью воронок и пещер, образующихся, когда грунтовые воды или химические вещества, которые они несут, растворяют подземные геологические слои. Штаты и федеральное правительство не отслеживают ущерб, что затрудняет определение частоты и стоимости провалов. Тем не менее, Национальный институт исследования пещер и карста, поддерживаемая государством некоммерческая организация со штаб-квартирой в Карловых Варах, консервативно оценил ущерб от провалов в более чем 300 миллионов долларов в год.

Карловы Вары представляют собой экстремальный и полностью антропогенный пример потенциальной опасности провалов и того, насколько сложно – и дорого – их предотвратить или смягчить.

Любая деятельность человека может разрушить подземный карст, объясняет Джим Гудбар, который в течение 38 лет работал в Бюро землеустройства США (BLM) экспертом по карсту. Водосточные желоба и траншеи для стока воды на шоссе могут неоднократно направлять воду в одно место, в конечном итоге протирая поверхность Земли, открывая полости внизу. А откачка большого количества грунтовых вод может нарушить уровень грунтовых вод, что, в свою очередь, дестабилизирует карст.