Scienziati dell'Università del Texas ad Austin hanno scoperto che alti livelli di metano nell'acqua di pozzo di due contee vicino a Fort Worth provengono probabilmente da depositi di gas naturale poco profondi, non perdite di gas naturale causate da operazioni di fratturazione idraulica nel sottostante Barnett Shale.

La ricerca, pubblicato sulla rivista Acque sotterranee , si basa su studi precedenti sulla qualità dell'acqua di pozzo nel Barnett Shale e utilizza prove chimiche e geografiche per collegare l'elevato livello di metano in alcuni pozzi d'acqua al metano in depositi naturali poco profondi. J.P. Nicot, un ricercatore presso il Bureau of Economic Geology, un'unità della UT Jackson School of Geosciences, ha condotto la ricerca. I collaboratori includono ricercatori del Dipartimento di Scienze Geologiche della Jackson School e dell'Università del Michigan.

Il metano è il componente principale del gas naturale. Frattura idraulica, o fracking, è un metodo per produrre artificialmente fratture in pozzi profondi migliaia di piedi per raggiungere depositi di gas naturale nella roccia di scisto. Il metano si trova anche in depositi molto più bassi e più piccoli situati a centinaia di piedi sotto terra. Questi depositi si sono formati quando il metano proveniente da fonti più profonde si è spostato verso la superficie per milioni di anni. I serbatoi poco profondi nell'area di studio si trovano in una formazione geologica chiamata Strawn Group.

"Nel corso del tempo geologico, il metano si è accumulato in questi serbatoi meno profondi, "Spiega Nicot. "Questi pozzi di acqua dolce sono molto vicini a questi serbatoi meno profondi e potrebbero essere la fonte del metano".

Il Barnett Shale, situato nella regione di Fort Worth, è uno dei giacimenti di gas naturale più grandi e produttivi degli Stati Uniti. Entro la fine del 2015, erano circa 20, 000 pozzi nella regione. Poiché la produzione è esplosa, sono state sollevate domande sulla connessione tra fratturazione idraulica e livelli potenzialmente pericolosi di metano in alcuni pozzi d'acqua, in particolare i pozzi nel quartiere di Silverado nella contea di Parker, fuori Fort Worth.

Per esaminare la fonte e l'estensione del metano nei pozzi d'acqua, i ricercatori hanno analizzato campioni da più di 450 pozzi in 12 contee nella parte occidentale di Barnett Shale. La stragrande maggioranza dei campioni, l'85%, ha mostrato livelli di metano molto bassi nelle acque sotterranee, inferiori a 0,1 milligrammi di metano per litro d'acqua. Però, un gruppo di 11 pozzi nella contea di Parker e nella contea di Hood aveva livelli di metano superiori a 10 milligrammi per litro d'acqua, un livello che può innescare lo sfiato dei sistemi di acqua di pozzo per garantire che il gas infiammabile non diventi pericoloso.

Il quartiere di Silverado era l'epicentro del cluster di pozzi contenenti alti livelli di metano. Si trovano in un'area di circa 6x8 miglia che comprende anche pozzi con bassi livelli di metano.

Questa scoperta ha spinto i ricercatori a dare un'occhiata più da vicino al cluster. Partendo dal centro del cluster e procedendo verso l'esterno fino a quando non è stato rilevato alcun metano nell'acqua, hanno prelevato campioni da 58 località e li hanno analizzati per vedere da dove provenisse il gas.

"Quello che volevamo fare era capire quanto metano c'è e determinare le dimensioni dell'hotspot ad alto metano, " ha detto Nicot.

Il metano viene prodotto in due modi:termogenico, dalla rottura di materiale organico a temperatura e pressione elevate; e biologicamente, dall'attività microbica. Il metano biogenico è generalmente generato a bassa profondità. Il metano termogenico è sempre prodotto in profondità, sebbene a volte il gas possa migrare nel tempo geologico verso aree meno profonde.

I ricercatori hanno utilizzato l'analisi degli isotopi di carbonio per determinare che il metano fosse termogenico, che escludeva le fonti biogeniche ma non individuava se il gas provenisse dal Barnett più profondo o dallo Strawn più basso. Ulteriori analisi dei gas nobili dei campioni, condotte dai membri dello stesso gruppo di ricerca e guidati dai ricercatori dell'Università del Michigan, hanno collegato il metano ai depositi di gas naturale poco profondi dello Strawn. I risultati sono stati integrati da un altro degli studi del team nel 2015 che ha trovato isotopi di azoto associati allo Strawn.

"Combinando alcano, le composizioni di gas nobili e azoto e i rapporti isotopici ci hanno permesso di distinguere il gas naturale proveniente dal profondo Barnett Shale dal poco profondo Strawn Group, "ha spiegato Toti Larson, un ricercatore presso il Dipartimento di Scienze Geologiche della Jackson School.

Oltre alle prove chimiche, i ricercatori hanno trovato una forte correlazione tra la vicinanza del pozzo d'acqua allo Strawn Group e gli alti livelli di metano. Non esiste alcuna correlazione tra i pozzi ad alto contenuto di metano e la distanza dai pozzi fratturati idraulicamente più vicini. I ricercatori notano anche che le contee di Parker e Hood hanno un numero relativamente basso di pozzi di fratturazione idraulica rispetto ad altre contee del Barnett Shale, come Denton, che hanno pozzi d'acqua con bassi livelli di metano.

Sebbene i risultati suggeriscano che il metano dello Strawn Group è la fonte più probabile per il metano nei pozzi d'acqua nelle contee di Parker e Hood, i ricercatori hanno affermato di non poter escludere completamente che parte del metano possa provenire da perdite causate da operazioni di fratturazione idraulica. Infatti, i ricercatori suggeriscono che le perdite da serbatoi profondi potrebbero aiutare a spiegare alcuni casi registrati da altri studi in cui i livelli di metano nei pozzi d'acqua stanno aumentando nel tempo e casi in cui il metano è presente nei pozzi d'acqua dove prima era assente.

Per i pozzi dove l'origine del metano è ancora dubbia, i ricercatori suggeriscono una campagna di campionamento e analisi più ampia.