التكسير الهيدروليكي: ما هو وكيف يعمل وآثاره البيئية

من أسوأ الأنشطة التي يمكن أن تؤثر على البيئة وتسبب أضرارًا بالغة التكسير. اسمها المترجم إلى الإسبانية هو التكسير الهيدروليكي. وقد أثارت هذه التقنية جدلا كبيرا بسبب آثارها الضارة المحتملة على البيئة وصحة الإنسان. من المحتمل جدًا أنك سمعت عن التكسير الهيدروليكي في وسائل الإعلام، خاصة وأن استخدامه أصبح شائعًا في دول مثل الولايات المتحدة. وكانت هناك أيضًا محاولات لتنفيذ التكسير الهيدروليكي في بلدان أخرى، بما في ذلك العديد من أوروبا وأمريكا اللاتينية.

في هذه المقالة، سوف نستكشف بعمق ماهية التكسير الهيدروليكي، وكيف يتم تنفيذه، والمشاكل البيئية والصحية التي تأتي معه. سنقوم أيضًا بتحليل الحجج المؤيدة والمعارضة لهذه التقنية، بالإضافة إلى تأثيراتها على الماء والهواء والتربة والمناخ.

ما هو التكسير

التكسير الهيدروليكي هو تقنية تستخدم لاستخراج الغاز الطبيعي والنفط من الأرض. تتيح هذه التقنية الوصول إلى الرواسب التي قد يكون من الصعب استغلالها بسبب انخفاض نفاذية الصخور التي تحتوي عليها، وعادةً ما تكون التكوينات الصخرية أو الصخرية. وتتكون العملية من حفر بئر عمودي يمكن أن يصل عمقه من 1.600 إلى 2.000 متر، ثم الحفر أفقيا لزيادة مساحة الاستخراج. وبعد ذلك، يتم حقن خليط من الماء والرمل والمواد الكيميائية تحت ضغط عالٍ في الصخر. تولد هذه العملية كسورًا في الصخور، مما يؤدي إلى إطلاق الغاز الطبيعي أو النفط المحتجز.

يحتوي خليط الماء المستخدم في عملية التكسير على كميات قليلة من الإضافات الكيميائية التي يختلف تركيبها حسب الشركة المنفذة للعملية. ويستخدم الرمل من جانبه لإبقاء الكسور مفتوحة ومنعها من الانغلاق مرة أخرى. على الرغم من أن التكسير الهيدروليكي قد أتاح الوصول إلى الموارد التي كانت في السابق غير مجدية اقتصاديًا، إلا أنه أثار مخاوف كبيرة، خاصة بسبب الاستخدام المكثف للمياه، وتلوث التربة، وانبعاثات الغازات الدفيئة.

وقد انتشر التكسير الهيدروليكي بسرعة منذ عام 2010، وخاصة في الولايات المتحدة، حيث كان مفتاح الاكتفاء الذاتي من الطاقة. ومع ذلك، فقد تسبب أيضًا في جدل في بلدان أخرى، مثل المملكة المتحدة والأرجنتين، حيث احتجت المجتمعات على آثاره على البيئة وصحة الإنسان. وفي بعض البلدان، مثل فرنسا وإسبانيا، تم حظر استخدامه بسبب المخاطر المرتبطة به.

كيف يعمل التكسير

تبدأ عملية التكسير بحفر بئر في الأرض، يمكن أن يكون رأسيًا وأفقيًا. الهدف هو الوصول إلى التكوين الصخري الذي يحتوي على الغاز أو النفط. وبمجرد الوصول إلى المنطقة المطلوبة، يتم حقن خليط من الماء والرمل والمواد الكيميائية المضافة تحت ضغط عالٍ في البئر المحفور. ويؤدي الضغط إلى فتح شقوق صغيرة في الصخر، مما يسمح بإطلاق الهيدروكربونات.

يعمل الماء مع مواد كيميائية أخرى على إذابة أجزاء معينة من الصخر، بينما يعمل الرمل كدعامة، أي أنه يمنع الكسور من الانهيار والانغلاق مرة أخرى أثناء الاستخراج. على الرغم من أن الغاز أو النفط المستخرج هو النتيجة الأكثر وضوحًا، إلا أن كمية كبيرة من المياه الملوثة بالمواد الكيميائية والعناصر الطبيعية الموجودة في التكوينات الصخرية، مثل المعادن الثقيلة والمواد المشعة، تدور أيضًا على السطح.

أحد الجوانب الأكثر انتقادًا للتكسير الهيدروليكي هو أن الكثير من المواد الكيميائية المستخدمة لا يتم الكشف عنها للجمهور، مما يولد عدم الثقة في المجتمعات المتضررة. وبالإضافة إلى ذلك، تولد هذه العملية كمية كبيرة من النفايات، سواء في شكل مياه ملوثة أو حمأة سامة، والتي يجب معالجتها بشكل صحيح لتجنب التأثيرات الشديدة على طبقات المياه الجوفية وصحة الناس.

مخاطر التكسير

يحمل التكسير عددًا من المخاطر البيئية وصحة الإنسان. وتتركز المخاوف الرئيسية على تلوث المياه والهواء، فضلا عن المخاطر الزلزالية. كما ذكرنا سابقًا، يتطلب التكسير الهيدروليكي استخدام كمية كبيرة من الماء الممزوج بمواد كيميائية سامة. يتم حقن هذا الخليط في باطن الأرض، مما قد يؤدي إلى تلوث طبقات المياه الجوفية إذا لم يكن إغلاق البئر كافيا أو في حالة حدوث تسربات. وقد تم تأكيد ذلك من خلال أبحاث مثل تلك التي أجرتها جامعة ديوك وجامعة كورنيل، والتي تشير إلى أن التكسير الهيدروليكي يمكن أن يدخل مواد كيميائية خطيرة إلى مصادر المياه الجوفية.

بالإضافة إلى ذلك، يؤدي التكسير الهيدروليكي إلى انبعاث غاز الميثان، وهو أحد الغازات الدفيئة القوية التي تزيد ضررها بنحو 25 مرة عن ثاني أكسيد الكربون من حيث تأثيرها على ظاهرة الاحتباس الحراري. وفي حين يدافع البعض عن التكسير الهيدروليكي بحجة أن الغاز الطبيعي يصدر انبعاثات أقل من الفحم، فإن تأثير غاز الميثان المتسرب أثناء الاستخراج يمكن أن يعكس هذه الفائدة المفترضة. ناهيك عن أن عمليات التكسير الهيدروليكي غالبًا ما تتم في المناطق الريفية، مما يتسبب في آثار جانبية أخرى مثل التلوث الضوضائي وتدهور المناظر الطبيعية.

ومن المعروف أن بعض المواد الكيميائية المستخدمة في التكسير الهيدروليكي مسرطنة، مثل البنزين والرصاص. وتشير التقديرات إلى أن مادة واحدة من كل خمس مواد كيميائية تستخدم في التكسير لها خصائص سامة، مما يشكل مشكلة صحية إضافية للأشخاص الذين يعيشون بالقرب من مواقع الاستخراج.

التأثيرات على البيئة

للتكسير الهيدروليكي مجموعة واسعة من التأثيرات البيئية التي تتجاوز تلوث المياه. ندرج أدناه بعض الجوانب الأكثر إثارة للقلق:

• المخاطر أثناء الحفر: الانفجارات أو تسرب الغاز أمر شائع، وبعض المواد الكيميائية المستخدمة يمكن أن تكون مشعة.
• تلوث طبقات المياه الجوفية: ومن خلال حقن ما يصل إلى 200.000 ألف متر مكعب من المياه الممزوجة بمنتجات سامة في كل بئر، هناك خطر كبير لتلويث احتياطيات المياه الجوفية.
• تلوث الهواء: والغازات المتطايرة المنبعثة في هذه العملية، مثل الميثان، تلوث الهواء المحلي وتؤدي إلى تفاقم تغير المناخ.
• الزلازل المستحثة: تم ربط التكسير الهيدروليكي بزيادة النشاط الزلزالي في مناطق معينة، خاصة في المناطق القريبة من الصدوع التكتونية.

بالإضافة إلى ذلك، يتغير المشهد الطبيعي بشكل دائم، خاصة من خلال إنشاء البنية التحتية والمنصات. وهذا يمكن أن يزعزع استقرار النظم البيئية الطبيعية، مما يؤثر على النباتات والحيوانات المحلية. كما أن هناك تأثيرًا كبيرًا على استهلاك الطاقة في محطات الضخ المستخدمة في العملية، مما يؤدي إلى زيادة الطلب على الوقود الأحفوري.

استخدام المياه في التكسير

أحد التأثيرات الأكثر وضوحًا وانتقادًا للتكسير الهيدروليكي هو الاستخدام المكثف للمياه. ويستخدم كل بئر ما بين 4,5 و13,2 مليون لتر من الماء لتكسير الصخور، وتضاف إليها إضافات كيميائية تمثل ما بين 0,5 و2% من الحجم الإجمالي. وهذه الملايين من اللترات من المياه، والتي يأتي معظمها من مصادر محلية، تضع موارد المياه تحت ضغط، خاصة في المناطق التي تعتبر فيها المياه مورداً نادراً بالفعل.

والأمر المثير للقلق هو أن الكثير من هذه المياه لا يمكن إعادة استخدامها بمجرد تلوثها بالمواد الكيميائية المستخدمة في التكسير الهيدروليكي. وعلى الرغم من الجهود المبذولة لإعادة تدوير بعض المياه، فإن الحقيقة هي أن ملايين اللترات تُفقد بسبب الدورة الهيدرولوجية ويتم حقنها مرة أخرى في الآبار العميقة، والتي بدورها يمكن أن تولد تحركات زلزالية.

La تلوث المياه الجوفية إنها مسألة أخرى مثيرة للقلق. على الرغم من أن الشركات التي تنفذ عملية التكسير تدعي أن الطبقات الصخرية تغلق أي تسرب محتمل، إلا أن هناك أدلة على أنه في بعض الحالات اخترقت المواد الكيميائية مصادر المياه المستخدمة للاستهلاك البشري. وفي بلدان مثل الولايات المتحدة، تم اكتشاف منتجات سامة، بما في ذلك البنزين والرصاص، في مياه الشرب في المناطق القريبة من مناطق التكسير الهيدروليكي.

وحتى عندما تعود المياه الملوثة إلى السطح، تظل إدارة النفايات مشكلة لم يتم حلها. التخزين في الحفر المؤقتة أو برك التبخر يمكن أن يعرض النظم البيئية المحلية للخطر.

التأثير على الهواء والغلاف الجوي

لا يؤدي التكسير إلى تلويث الماء فحسب، بل الهواء أيضًا. وقد أظهرت دراسات مختلفة أن عمليات التكسير تولد انبعاثات غازات الدفيئة، وخاصة غاز الميثان. على الرغم من أن الغاز الطبيعي يوصف بأنه مصدر طاقة أنظف من الفحم، إلا أن تسرب الميثان أثناء العملية له تأثير سلبي كبير لأن الميثان هو غاز مسبب للاحتباس الحراري أكثر فعالية بكثير من ثاني أكسيد الكربون.

بالإضافة إلى ذلك، فإن استخدام الآلات الثقيلة في محطات التكسير الهيدروليكي يساهم أيضًا في تلوث الهواء. تعمل هذه الآلات عمومًا بالوقود الأحفوري، مما يزيد من انبعاثات الكربون. يؤدي حرق الغاز (ممارسة شائعة في بعض مواقع التكسير الهيدروليكي) أيضًا إلى إطلاق ملوثات الهواء مثل أكاسيد النيتروجين والمركبات العضوية المتطايرة، والتي يمكن أن تشكل الأوزون على مستوى الأرض.

يمكن أن تشمل التأثيرات على الأشخاص مشاكل في الجهاز التنفسي، خاصة في المجتمعات القريبة من مواقع التكسير الهيدروليكي. استنشاق الجسيمات الدقيقة والغازات السامة يمكن أن يؤدي إلى أمراض مزمنة، مثل الربو، وأمراض الرئة الأخرى. بالإضافة إلى ذلك، يساهم التلوث الضوضائي الناتج عن حركة مرور الآلات والمركبات في تدهور نوعية الحياة في المناطق المتضررة.

في نهاية المطاف، يتم تقديم التكسير الهيدروليكي كحل مؤقت للطلب على الطاقة، ولكن عواقبه يمكن أن تكون مستمرة ويصعب التخفيف منها. وعلى الرغم من اللوائح المفروضة في بعض البلدان، فإن التحديات البيئية التي تفرضها هذه التقنية لا تزال موضوعًا ساخنًا للنقاش حول العالم.