Le acque reflue create durante la produzione di petrolio e gas e smaltite mediante iniezione profonda negli strati rocciosi sottostanti sono la probabile causa di un'ondata di terremoti nel sud del Kansas dal 2013, un nuovo rapporto in Bollettino della Società Sismologica d'America conclude.
Fino al 2013, i terremoti erano quasi sconosciuti nelle contee di Harper e Sumner, il sito della recente produzione intensiva di petrolio e gas. Ma tra il 2013 e il 2016 127 terremoti di magnitudo 3 o superiore si sono verificati in Kansas, con 115 di loro che si svolgono nelle contee di Harper e Sumner. Prima del 1973, non sono stati segnalati terremoti avvertiti nella zona, e un solo terremoto di magnitudo 2.0 tra il 1973 e il 2012.
Utilizzando i dati raccolti da una rete di stazioni sismiche installate dall'U.S. Geological Survey, il ricercatore capo Justin Rubinstein e i suoi colleghi hanno analizzato 6, 845 terremoti avvenuti nelle contee tra marzo 2014 e dicembre 2016.
Hanno scoperto che il drammatico aumento della sismicità era correlato nel tempo e nel luogo con l'aumento dello smaltimento delle acque reflue iniziato nel 2012 e che la diminuzione della sismicità durante quel periodo corrispondeva anche a una diminuzione dei tassi di smaltimento.
Tra il 1974 e il 2012 non ci sono stati terremoti di magnitudo 4 o superiori nell'area di studio. Tra il 2012 e il 2016, sei di questi terremoti si sono verificati. "La probabilità che questa variazione di tasso avvenga in modo casuale è di circa lo 0,16%, "Rubinstein e colleghi scrivono nello studio BSSA.
Il Kansas ha avuto il secondo più alto tasso di terremoti in tutto lo stato negli Stati Uniti centrali tra il 2013 e il 2016, arrivando dietro l'Oklahoma, dove un simile drammatico aumento della sismicità è stato collegato anche all'iniezione di acque reflue.
Nell'area di studio del Kansas meridionale, l'iniezione di acque reflue è diminuita significativamente nel 2015, passando da una media di 5 milioni di barili al mese da luglio a dicembre 2014 a 3,8 milioni di barili al mese a marzo 2015. Questa diminuzione è stata probabilmente dovuta in parte a un calo della produzione di petrolio e gas poiché i prezzi di queste materie prime sono diminuiti, i ricercatori hanno detto, rilevando che il prezzo di un barile di petrolio si è dimezzato tra agosto 2014 e gennaio 2015.
Nello stesso tempo, la Kansas Corporation Commission ha sviluppato regole per limitare l'iniezione di acque reflue nell'area di studio, con le regole che entreranno in pieno vigore nel luglio 2015. Da allora, l'iniezione di acque reflue nell'area di studio è diminuita di quasi il 50 percento.
C'è una corrispondente diminuzione della sismicità nel 2015, ma Rubinstein ha affermato che è difficile dire quanto i cambiamenti economici o la nuova regolamentazione abbiano contribuito a tale tendenza. "Non possiamo districarlo completamente. Ma non c'è dubbio che l'economia giochi un ruolo qui perché l'iniezione ha iniziato a calare prima che le nuove regole entrassero in vigore. "
"Sembra certamente probabile che i regolamenti abbiano un effetto, " Egli ha detto, "ma avremmo bisogno di parlare con i singoli operatori [petrolio e gas] per determinare l'entità di tale effetto".
I ricercatori affermano che i fluidi iniettati nel seminterrato di roccia cristallina sotto i siti petroliferi e del gas del Kansas hanno aumentato la pressione nei pori della roccia e ridotto l'attrito lungo le faglie per innescare questi terremoti indotti. Non tutti i siti di smaltimento delle acque reflue sono associati a terremoti, ha osservato Rubinstein. In alcuni casi, le pressioni dei fluidi potrebbero non essere in grado di raggiungere le profondità in cui si verificano i terremoti, o potrebbero esserci alcuni punti nel seminterrato roccioso che sono più suscettibili di altri agli effetti dei fluidi.
È anche difficile sapere per quanto tempo queste sollecitazioni potrebbero continuare a produrre terremoti, Ha aggiunto. Sismicità relativa a un pozzo di iniezione a Youngstown, L'Ohio nel 2013 è durato solo poche settimane, mentre l'iniezione di fluidi al Rocky Mountain Arsenal in Colorado si fermò nel 1966, ma la sismicità significativa continuò nell'area fino agli anni '80.
"È difficile dire quanto durerà dato che quello che stiamo osservando in Kansas è un tasso di iniezione molto più alto rispetto ai luoghi in cui la sismicità ha rallentato rapidamente, e molti, molti più pozzi, " disse Rubinstein. "Se interrompono tutte le iniezioni, il decadimento potrebbe richiedere ancora anni, solo perché c'è stato un cambiamento così drammatico nel campo di pressione regionale".
Rubinstein continuerà a lavorare in Kansas per saperne di più sul fatto che i sismologi possano vedere costantemente le scosse previsionali e gli sciami sismici nel record sismico. "Abbiamo una rete incredibile lì, e uno dei casi meglio documentati di sismicità indotta con dati sismici pubblicamente disponibili, " Egli ha detto.
