ความเสี่ยงด้านสิ่งแวดล้อมของการผลิตก๊าซจากชั้นหินนั้นมีอยู่จริง แต่สิ่งที่ผู้คนกังวลมากที่สุดนั้นไม่จำเป็นต้องเป็นสิ่งที่ก่อให้เกิดความเสียหายมากที่สุด นั่นคือข้อความของการประชุมวิชาการ ในเช้าวันนี้เรื่อง “การแตกร้าวทางไฮดรอลิก: วิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี ตำนาน และความท้าทาย” ซึ่งมีการพูดคุยถึงผลกระทบทางสังคมของการแตกหักทางไฮดรอลิก ตลอดจนความเสี่ยงของการปนเปื้อนในน้ำ
และอากาศ
การแตกร้าวด้วยระบบไฮดรอลิกหรือ “การแตกร้าว” เกี่ยวข้องกับการเจาะบ่อน้ำและเติมด้วยน้ำผสมแรงดันสูงและสารเคมีอื่นๆ ความกดดันสูงเหล่านี้ทำให้หินที่อยู่ใกล้เคียงแตกหัก ปล่อยน้ำมันและก๊าซที่ติดอยู่ออกมา ตามที่วิทยากรคนแรก ที่ปรึกษาด้านพลังงานกล่าวว่าการขุดเจาะในแนวระนาบ
และการขุดเจาะในแนวราบได้ “ปฏิวัติภาพพลังงานในสหรัฐอเมริกา” เมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมา ประเทศนำเข้าน้ำมัน 60% ของน้ำมันที่ใช้ แต่ปัจจุบันตัวเลขนี้เป็นเพียง 30% . อย่างไรก็ตาม การปฏิวัติ ได้สร้างต้นทุนและผลประโยชน์ ไมเคิล เว็บเบอร์หนึ่งในผู้พูดคนต่อมากล่าวว่า “การผลิตหินดินดานมีความเสี่ยง
ด้านสิ่งแวดล้อม และส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับน้ำ” ใช้น้ำโดยเฉลี่ย 5-10 ลิตรต่อน้ำมันทุกลิตรที่ผลิตขึ้น ซึ่งมากกว่าการผลิตน้ำมันทั่วไปประมาณสองเท่า และน้ำที่ไหลกลับขึ้นสู่ผิวน้ำระหว่างขั้นตอน “การไหลกลับ” ของการผลิตหลุมมักจะปนเปื้อนจากธรรมชาติ รังสีจากชั้นหินลึก รวมทั้งสารเคมีเพิ่มเติม
ในมุมมองของเว็บเบอร์ ความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับน้ำที่ส่งคืนนี้มีมากกว่าความเสี่ยงของการปนเปื้อนของน้ำใต้ดินในระหว่างขั้นตอนการแยกส่วน แม้ว่าความสนใจของสาธารณชนส่วนใหญ่จะมุ่งเน้นไปที่สิ่งหลัง
แน่นอนว่าการบำบัดและนำของเหลวสำหรับการแตกร้าวกลับมาใช้ใหม่จะช่วยลดทั้งปริมาณของเสีย
ที่เกิดขึ้นและปริมาณน้ำโดยรวมที่ต้องใช้ ซึ่งเป็นเรื่องใหญ่ในสหรัฐอเมริกา ซึ่งภูมิภาคที่มีการแตกร้าวจำนวนมากกำลังประสบปัญหาภัยแล้งอย่างรุนแรง กระบวนการบำบัดจะต้องใช้พลังงานมาก รับทราบ แต่บางหลุมมีพลังงานมากเกินกว่าที่พวกเขาจะจัดการได้: ก๊าซแตกหนึ่งในสามของมลรัฐนอร์ทดาโคตา
ถูกเผาที่หลุม
เพราะไม่สามารถขนส่งได้ในราคาถูก และแสงจากเปลวไฟสามารถมองเห็นได้จากอวกาศ หากมีการใช้ก๊าซแทนเพื่อให้พลังงานแก่ศูนย์บำบัดน้ำในภูมิภาค มลพิษทางอากาศและน้ำจะลดลงทั้งคู่ สิ่งสำคัญที่สุด สรุปคือข้อจำกัดของน้ำและพลังงานเป็นสิ่งที่คู่กัน คุณต้องใช้น้ำเพื่อให้ได้พลังงาน
แต่หลังจากนั้นก็ต้องใช้พลังงานเพื่อทำความสะอาดน้ำด้วยผลที่สุดคือเมื่อไอออนถูก “กักเก็บ” ในสภาวะกระตุ้นที่มีอายุการใช้งานยาวนาน จะไม่มีการปล่อยโฟตอนเรืองแสงจากการเปลี่ยนความเย็นออกมา การไม่มีหรือมีฟลูออเรสเซนซ์นี้บอกเราว่าแสงโพรบได้ขับเคลื่อนไอออนให้อยู่ในสถานะอายุยืนหรือไม่
ด้วยการวัดความน่าจะเป็นที่ไอออนกระโดดไปสู่สถานะอายุยืนตามฟังก์ชันของความถี่ของเลเซอร์โพรบ เราสามารถสังเกตโปรไฟล์สเปกตรัมที่แคบของการเปลี่ยนสัญญาณนาฬิกาได้ จากนั้น ความถี่ของแสงเลเซอร์จะคงที่ที่จุดกึ่งกลางของโปรไฟล์นี้ ซึ่งความน่าจะเป็นของการเปลี่ยนภาพจะอยู่ที่ระดับสูงสุด
ห้องปฏิบัติการหลายแห่งทั่วโลกกำลังตรวจสอบนาฬิกาออปติกโดยใช้ไอออนหลายชนิด การเลือกไอออนขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย เช่น ความแคบของการเปลี่ยนสัญญาณนาฬิกา ความยาวคลื่นของเลเซอร์ที่จำเป็นในการทำให้เย็นลงและตรวจสอบไอออนที่ติดอยู่ และความไวที่คาดการณ์ไว้
ต่อการก่อกวนภายนอก ซึ่งสามารถเปลี่ยนความถี่การเปลี่ยนผ่านได้ในปี พ.ศ. 2543 จิม เบิร์กควิสต์และเพื่อนร่วมงาน สังเกตเห็นความกว้างของสายสัญญาณนาฬิกาแบบเย็นไอออนที่เปลี่ยนผ่านเพียง 7 เฮิร์ตซ์ที่ 282 นาโนเมตรในไอออนปรอท-199 ไอออนเดียว ซึ่งเป็นช่วงการเปลี่ยนสัญญาณนาฬิกา
ที่แคบที่สุด
จนถึงปัจจุบัน นี่เป็นเพียงปัจจัยสี่ที่มากกว่าความกว้างของเส้นตามธรรมชาติที่แท้จริงให้เหตุผลว่าด้วยการยึดอะตอมไว้ในไซต์ขัดแตะ พวกมันสามารถตรวจสอบได้นานเท่าที่ต้องการ ข้อผิดพลาดประการหนึ่งที่เป็นไปได้คือลำแสงที่ดักจับจะรบกวนอะตอมและเปลี่ยนความถี่ของการเปลี่ยนสัญญาณนาฬิกา
อย่างไรก็ตาม เสนอว่าควรสร้างกับดักแสงด้วยแสงที่ความยาวคลื่น “เวทมนตร์” ประมาณ 800 นาโนเมตร ซึ่งการเลื่อนระดับบนและล่างของการเปลี่ยนสัญญาณนาฬิกาสตรอนเชียมจะเท่ากันพอดี ความถี่ของการเปลี่ยนแปลงจะไม่ไวต่อความเข้ม หลายกลุ่มกำลังทำงานเกี่ยวกับแนวคิดโครงตาข่ายนี้
โดยใช้สตรอนเทียมและอิตเทอร์เบียม การรวมกันของความเสถียรสูงและการเลื่อนความถี่อย่างเป็นระบบที่ต่ำโดยอะตอมเหล่านี้อาจนำเสนอสิ่งที่ดีที่สุดของทั้งสองโลกในอนาคตการนับความถี่แสงหนึ่งในความท้าทายหลักในการสร้างนาฬิกาออปติคัลคือการนับ “ขีด” ซึ่งเป็นการสั่นของแหล่งกำเนิดแสง
อย่างไรก็ตาม แสงจะแกว่งเร็วมาก ประมาณหนึ่งครั้งทุกๆ เฟมโตวินาที (10 -15 วินาที) ซึ่งเป็นไปไม่ได้เลยที่จะนับการสั่นแต่ละครั้งโดยใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั่วไป หากมาตรฐานความถี่แสงสามารถทำซ้ำได้มากกว่ามาตรฐานซีเซียม-น้ำพุ มาตรฐานหลักสำหรับเวลาที่อิงตามนาฬิกาออปติคัล
อาจอยู่บนการ์ดภายในหนึ่งทศวรรษหรือมากกว่านั้น แต่เนื่องจากอะตอมหรือไอออนหลายชนิดกำลังอยู่ในระหว่างการตรวจสอบ จึงยังจำเป็นต้องมีการวิจัยอีกมากเพื่อหาว่าชนิดใดดีที่สุด ไม่ว่านักวิ่งแนวหน้าจะปรากฏตัวหรือไม่ก็ตาม มีความเป็นไปได้สูงอยู่สองประการ ประการแรก
คือการมีหวีที่ครอบคลุมอ็อกเทฟออพติคัลที่สมบูรณ์ นั่นคือแฟกเตอร์ของความถี่สองเท่า เลเซอร์เฟมโตวินาทีบางตัวสามารถสร้างหวีที่ขยายระดับแปดเสียงได้โดยตรง อีกวิธีหนึ่งคือ ไฟเบอร์โครงสร้างจุลภาคชิ้นสั้นๆ ซึ่งมีรูอากาศล้อมรอบแกนไฟเบอร์ สามารถใช้ขยายสเปกตรัมโดยใช้เอฟเฟกต์การผสมความถี่แบบไม่เชิงเส้นในไฟเบอร์เทคนิคการหวีเฟมโตวินาทีอันทรงพลังจะมีบทบาทสำคัญ
