准确度高达99.99%！新方法用于监测地下层信号变化，有助于推进应对气候变化的新举措

为减少温室气体的排放，将捕获的二氧化碳储存在地下和利用地热能发电是目前比较重要的两项技术。然而，这两项技术在实际运用过程中都存在一定的风险，比如会存在二氧化碳泄漏或引发地震。为了应对这些风险，我们迫切需要更好的监测工具。

近日，日本九州大学的研究人员展示了一种使用小型地震源和光纤电缆，连续监测地表下环境的新方法。该方法能够准确、频繁地测量地面变化，有助于安全有效地实施应对气候变化的举措。

由于成本限制，传统的地震监测通常以很长的时间间隔进行。数据之间的间断，意味着很容易错过捕捉二氧化碳或地热储层的意外变化。研究小组开发的新方法使用一个小型震源，该震源旋转17公斤的偏心重物来产生振动以探测地面。

基于一种称为分布式声学传感的技术，然后通过测量穿过光纤的光的变化，在埋入的光纤电缆（可能长达数十公里）的数百个点上检测振动情况。

通过分析这些信号，研究人员可以确定孔隙压力的变化—地下空隙内流体的压力。在现场部署的系统中，此类变化可能表明存在二氧化碳泄漏或地热储层发生变化。

为了测试这个新系统的有效性，研究人员在两个地点进行了现场实验：日本西南部九州岛上的一块地热田和日本东北部釜石附近的一个海成层。

现场实验的结果表明，新系统能够以超过99.99%的准确率识别被监测地下层的信号变化，检测到的信号变化代表与地热作业和降雨相关的孔隙压力变化。

研究专家Takeshi Tsuji说：“我们的研究表明，通过将小型震源与分布式声学传感技术相结合，能够更快地检测到危险信号并做出响应，这对于推进碳捕获和储存以及地热能开发项目至关重要。”

该研究论文题为“Continuous monitoring system for safe managements of CO2 storage and geothermal reservoirs”，已发表在Scientific Reports上。

前瞻经济学人APP资讯组

论文原文：https://www.nature.com/articles/s41598-021-97881-5

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