储层排水期地下水的pH值变化情况。
phys.org网站当地时间2月4日报道，英国斯特拉斯克莱德大学的研究人员发现，即便是在地表几乎感觉不到的微弱地震，也会破坏岩石中的化学键，使其与地层水发生反应，形成酸性地下水。相关研究成果刊登在《地球物理研究快报》中。
新研究的观测结果表明，在24小时内，受微型地震影响的地下水的pH值可降低1~3个单位，这一差值约等于自来水和醋酸的酸度差值。地下水的酸度之强，足以溶解岩石中的矿物质，使其持续释放出此前被“困住”的元素并穿过地表。
英国每年会发生数千次类似的微地震事件，虽然每次地震的强度并不大，但其累积效应不可忽视。穿过地表的钙、镁等化学元素对二氧化碳捕集有重要影响，极大概率会影响全球气温。然而，到目前为止，微地震致酸化过程还未被纳入气候模型或出矿点位置预测。
2014年和2015年，研究人员一直利用格里姆塞尔实验室的地震仪监测隧道周围岩层中的微型地震，并定期从隧道系统中采集地下水样本，分析其化学变化。
论文第一作者、斯特拉斯克莱德大学研究人员Mark Stillings说：“在隧道附近，我们发现微型地震与水酸化之间存在让人意想不到的关联性。实验结果表明，酸度变化是硅基岩石（如花岗岩）开裂所致。”
此前，研究人员已经证实，3级以上的大地震可通过在岩石中产生新裂缝，改变地下水的化学成分——新裂缝将之前被岩石分隔的水体重新连接，使之混合在一起。
在新项目中，研究人员发现了不同的转变机制：岩石中的硅键断裂。这一过程也许生成了硅烷醇及硅自由基，从而使水中氢离子浓度上升，最终导致pH值降低。
项目负责人Rebecca Lunn教授说：“新发现非常重要，因为这些无法察觉的微型地震发生得特别频繁。而水酸化现象对很多地球化学反应都有重要影响。比如，岩石风化反应会影响全球碳排放量的预测，而沉淀反应会影响高价值矿床等等。”
原创编译：德克斯特 审稿：西莫 责编：陈之涵
期刊来源：《地球物理研究快报》
期刊编号：0094-8276
原文链接：https://phys.org/news/2021-02-tiny-micro-earthquakes-groundwater-acidic.html
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