Le sollecitazioni rilasciate dai terremoti indotti dall'uomo e naturali negli Stati Uniti centrali sono in molti casi indistinguibili, il che significa che gli strumenti esistenti per prevedere i danni da scuotimento possono essere applicati a entrambi i tipi.

Questa è la conclusione principale di uno studio condotto da un sismologo dell'Università del Michigan e da due colleghi della Stanford University, prevista per la pubblicazione online il 2 agosto sulla rivista Progressi scientifici .

"Il nostro studio mostra che i terremoti indotti e i terremoti naturali negli Stati Uniti centrali sono intrinsecamente simili, e possiamo prevedere gli effetti dannosi dei terremoti indotti utilizzando la stessa struttura dei terremoti naturali, " ha detto Yihe Huang, primo autore del Progressi scientifici paper e un assistente professore presso il Dipartimento di Scienze della Terra e dell'Ambiente UM.

"La nostra scoperta semplifica il compito di valutazione del rischio perché non dobbiamo trattare in modo diverso le scosse di questi due tipi di terremoti, " ha detto il coautore Gregory Beroza, co-direttore del Center for Induced and Triggered Sismicity di Stanford.

Negli Stati Uniti centrali e orientali, il numero di terremoti è aumentato drammaticamente negli ultimi anni. Smaltimento delle acque reflue in pozzi profondi, spesso associati all'estrazione di petrolio e gas naturale, è la causa principale del recente aumento negli Stati Uniti centrali, secondo il Servizio Geologico degli Stati Uniti.

A marzo, L'USGS ha concluso che circa 3,5 milioni di persone vivono e lavorano in aree degli Stati Uniti centrali e orientali con un potenziale significativo di scosse causate dai terremoti causati dall'uomo nel 2017. La maggior parte di loro vive in Oklahoma e nel sud del Kansas.

Una domanda chiave è se questi cosiddetti terremoti indotti eccitino movimenti del suolo sostanzialmente diversi da quelli dei terremoti naturali. Se è il caso, quindi i terremoti indotti dall'uomo potrebbero provocare diversi livelli e tipi di danni agli edifici e alle infrastrutture.

Ma se i movimenti del suolo nei terremoti indotti e naturali sono in gran parte gli stessi, quindi le equazioni utilizzate per prevedere i danni dei terremoti naturali possono essere applicate anche ai terremoti indotti dall'uomo.

Per rispondere a questa domanda, Huang e i suoi colleghi hanno utilizzato le registrazioni strumentali disponibili per stimare il calo di stress - la differenza tra lo stress su una faglia prima e dopo un terremoto - di 39 terremoti indotti e naturali di magnitudo moderata negli Stati Uniti centrali e nel Nord America orientale.

Hanno scoperto che le cadute di stress dei terremoti indotti e naturali negli Stati Uniti centrali sono "indistinguibili" una volta presi in considerazione il meccanismo di faglia e la profondità dei terremoti. La scoperta suggerisce che le equazioni di previsione del moto del suolo, noti come GMPE, utilizzato per prevedere i danni da terremoti naturali può essere applicato anche ai terremoti indotti.

I risultati sono anche coerenti con l'idea che sia i terremoti naturali che quelli indotti sono guidati da sollecitazioni lungo le faglie geologiche e che l'iniezione di fluidi in pozzi di smaltimento profondi anticipa i tempi dei terremoti indotti, innescandoli.

I ricercatori hanno analizzato terremoti naturali e indotti con magnitudo tra 3,8 e 5,8 negli Stati Uniti centrali e nel Nord America orientale, composto da tre popolazioni.

Hanno esaminato i terremoti naturali dentro e intorno alle zone sismiche di New Madrid e Wabash Valley negli Stati Uniti centrali, così come i terremoti indotti che si verificano più a ovest ma ad est delle Montagne Rocciose, principalmente in Oklahoma e nel sud del Kansas.

Negli Stati Uniti centrali, più della metà dei terremoti indotti sono stati inferiori a 5 chilometri (3,1 miglia), mentre tutti i terremoti naturali sono stati più profondi di 5 chilometri.

Nel Nord America orientale, hanno studiato i terremoti naturali degli Stati Uniti e del Canada intorno e ad est dei monti Appalachi.

"Abbiamo scoperto che i terremoti naturali nell'est possono portare a scosse più forti rispetto ai terremoti naturali negli Stati Uniti centrali, differenze che possono essere dovute in parte al tipo di guasto, " ha detto il co-autore William Ellsworth, co-direttore del Center for Induced and Triggered Sismicity di Stanford.

La maggior parte dei terremoti orientali si verificano su faglie inverse, mentre la maggior parte dei terremoti naturali e indotti negli Stati Uniti centrali si verificano su faglie strike-slip. I terremoti con faglia inversa in genere hanno uno scuotimento più forte dei terremoti a scorrimento.

Tra il 1980 e il 2000, L'Oklahoma ha registrato una media di circa due terremoti maggiori o uguali a magnitudo 2,7 all'anno, secondo il Servizio Geologico degli Stati Uniti. Quel numero è balzato a circa 2, 500 nel 2014 e 4, 000 nel 2015, poi è sceso a 2, 500 nel 2016, secondo USGS. Il 3 settembre, 2016, un terremoto di magnitudo 5.8 ha colpito l'Oklahoma, il più grande terremoto dello stato fino ad oggi.

Secondo l'USGS, molti terremoti in Oklahoma e in altre parti degli Stati Uniti centrali sono stati innescati dall'iniezione di fluidi nelle acque reflue associate alle operazioni di petrolio e gas. In alcuni casi, lo smaltimento delle acque reflue in pozzi profondi è associato a siti di fratturazione idraulica. Però, gli studi suggeriscono che il processo di fratturazione stessa è raramente la causa diretta di questi terremoti.