扰动深海：新研究揭示人类强烈影响了地球的隐秘深处

温室气体排放和森林砍伐等人类活动对地球表面的影响有据可查。最近，亚利桑那大学的水文研究人员探索了人类对地球表面以下数百米到数公里深层地下的影响。

亚利桑那大学水文与大气科学系教授、《地球的未来》（Earth's Future）杂志上一篇论文的资深作者詹妮弗-麦金托什（Jennifer McIntosh）说："我们研究了石油和天然气的流体生产率与水的自然背景循环的比较，结果显示人类如何对地下流体的循环产生了巨大影响。"

这项研究的主要作者、亚利桑那大学水文与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格兰特-弗格森（Grant Ferguson）说："对大多数人来说，深层地下是看不见、摸不着的，我们认为有必要为这些拟议的活动提供一些背景资料，尤其是当涉及到我们对环境的影响时。"

研究报告称，预计未来，这些由人类引起的流体通量将随着人们提出的气候变化解决方案而增加。这些策略包括：地质碳封存，即在地下多孔岩石中捕获并储存大气中的二氧化碳；地热能源生产，即通过高温岩石循环水发电；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、韩国地球科学和矿产资源研究所以及瑞典林奈大学的研究人员合作完成的。

这项研究的共同作者、亚利桑那大学地球科学系教授彼得-莱纳斯（Peter Reiners）说："负责任地管理地下水是实现绿色转型、可持续未来以及将升温控制在几度以下的希望所在。"

麦金托什说，在石油和天然气生产过程中，总会有一定量的水来自地下深处，通常是盐水。这些地下水通常已有数百万年的历史，其盐度或来自远古海水的蒸发，或来自与岩石和矿物质的反应。为了更有效地采油，会在盐水中加入更多来自近地表的水，以弥补去除的石油量，并保持储油层的压力。然后，混合盐水被重新注入地下。这就形成了一个生产流体并将其重新注入深层地下的循环。

同样的过程也发生在锂提取、地热能源生产和地质碳封存中，这些操作都涉及将地下残留的盐水重新注入。研究表明，这些石油和天然气活动的流体注入率或补给率高于自然发生的情况。

研究小组利用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源注水有关的流体运动测量数据，发现目前由人类活动引起的流体运动速率高于人类干预之前的流体运动速率。

随着碳捕集与封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会如何被记录在地质记录中，地质记录是组成地壳的岩石中记录的地球历史。

人类活动不仅有可能改变深层地下流体，还有可能改变生活在地下的微生物。随着流体的流动，微生物环境可能会因水化学变化或将新的微生物群落从地球表面带到地下而发生改变。

例如，使用水力压裂技术（一种用加压液体破碎地下岩石以开采石油和天然气的技术），以前没有任何可检测到的微生物数量的深层岩层可能会突然出现大量微生物活动。

麦金托什说，关于地球深层地下及其如何受到人类活动的影响，还有很多未知数，继续研究这些问题非常重要。我们需要利用地下深层作为气候危机解决方案的一部分。"然而，我们对火星表面的了解要多于对我们脚下深处的水、岩石和生命的了解。

编译自/scitechdaily