I terremoti in Oklahoma e Kansas erano in aumento a causa dell'iniezione di acque reflue, un sottoprodotto delle operazioni petrolifere e del gas, prima che le normative iniziassero a limitare le iniezioni. Ora un nuovo modello sviluppato dai ricercatori della Stanford University incorpora la fisica dei terremoti e la risposta idrogeologica della Terra all'iniezione di acque reflue per prevedere una diminuzione dei terremoti provocati dall'uomo in Oklahoma e Kansas fino al 2020.

Il modello si basa su dati pubblicamente disponibili sull'iniezione di acque reflue nella formazione di Arbuckle, un quasi 7, Formazione sedimentaria profonda 3000 piedi sottostante l'Oklahoma centro-settentrionale e il Kansas meridionale. Supponendo che l'iniezione di acque reflue dalle operazioni petrolifere e del gas continui al ritmo attuale, i ricercatori hanno mappato la probabilità che la regione subirà futuri terremoti. La ricerca appare il 26 settembre sulla rivista Comunicazioni sulla natura .

"Abbiamo creato un modello dettagliato che consente ai regolatori di sapere dove è probabile che si verifichi la maggior parte dei problemi, " ha detto il coautore Mark Zoback, il Benjamin M. Page Professor di Geofisica presso la Stanford's School of Earth, Scienze energetiche e ambientali (Stanford Earth). "Questo può essere usato in Oklahoma, o altrove, fornire una base scientifica per un'azione normativa".

Approfondimenti locali

Le operazioni petrolifere e del gas producono spesso grandi volumi di acqua salata che smaltiscono iniettandola in profondità nel sottosuolo per proteggere l'acqua nelle falde acquifere vicino alla superficie utilizzata per bere, bestiame e irrigazione.

Il fluido iniettato nella formazione di Arbuckle aumenta la pressione che si diffonde su un'ampia area. Questa pressione è problematica perché può interessare grandi faglie vicine già sottoposte a stress da processi tettonici. Queste faglie sono in grado di produrre terremoti molto sentiti e potenzialmente dannosi, se raggiunto dall'aumento di pressione causato dall'iniezione.

Lo stesso aumento di pressione in aree diverse può causare fino a 100 volte il numero di terremoti, secondo l'autore principale Cornelius Langenbruch, un ricercatore post-dottorato alla Stanford Earth. I terremoti non sono necessariamente concentrati nelle aree in cui la variazione di pressione è maggiore. Per capire dove si verificheranno o meno i terremoti su scala locale, il nuovo modello valuta l'aumento della pressione nel contesto della vulnerabilità dell'area, difetti preesistenti.

"È stato sorprendente per me vedere che la suscettibilità locale ai terremoti varia così tanto, " Langenbruch ha detto. "L'esempio dell'Oklahoma mostra che la chiave per gestire i rischi sismici legati a questi terremoti indotti sta gestendo quanto e dove vengono iniettate le acque reflue”.

Riduzione obbligatoria

I terremoti indotti dell'Oklahoma sono aumentati drasticamente intorno al 2009 e hanno raggiunto il picco nel 2015, con quasi 1, 000 terremoti ampiamente avvertiti si sono diffusi nelle parti settentrionali e centrali dello stato. Commissione per i servizi pubblici dell'Oklahoma, la Commissione dell'Oklahoma Corporation, ha imposto una riduzione dell'iniezione d'acqua del 40% all'inizio del 2016 e il numero di terremoti è diminuito successivamente.

Il nuovo modello, che include i dati di 809 pozzi di iniezione dal 2000 al 2018, mostra che ci sarà un 32%, 24 percento e 19 percento di probabilità di terremoti potenzialmente dannosi di magnitudo 5.0 o superiore nel 2018, 2019 e 2020, rispettivamente, suggerendo che le politiche dell'Oklahoma stanno funzionando. Se le attuali pratiche di iniezione nell'Oklahoma centro-settentrionale e nel Kansas meridionale continuano, si prevede che un terremoto potenzialmente dannoso di magnitudo 5.0 o superiore si verificherà fino al 2020.

"Il risultato del nuovo studio è sicuramente una buona notizia:mostra che le riduzioni della velocità di iniezione sono ancora efficaci. Nel 2015 e nel 2016 le probabilità erano del 70%, " Langenbruch ha detto. "Tuttavia, il problema è che le probabilità di terremoti in alcune aree sono ancora molto più alte dei tassi storici".

Scenari futuri

Le mappe predittive dello studio consentono ai residenti dell'Oklahoma e del Kansas di vedere la probabilità che terremoti potenzialmente dannosi colpiscano vicino alle loro case. Il nuovo modello può essere utilizzato anche per valutare futuri scenari di iniezione destinati a mitigare i rischi sismici.

"La cosa bella della metodologia non sono solo le previsioni che fa, ma la sua capacità di fare nuove previsioni sulla base di nuove misure che potrebbero essere prese dai regolatori, " ha detto Zoback. "Si scopre che puoi fare queste analisi abbastanza presto nel processo".

I ricercatori sperano che questo modello venga utilizzato anche in altre aree con operazioni di espansione del petrolio e del gas. Luoghi come il bacino del Permiano nel Texas occidentale si stanno sviluppando a un ritmo incredibile e l'iniezione d'acqua sta probabilmente già provocando terremoti in quell'area, ha detto Zoback.

Un coautore del documento è Matthew Weingarten, un assistente professore alla San Diego State University che ha condotto una ricerca per lo studio come ricercatore post-dottorato a Stanford. Zoback è anche senior fellow presso il Precourt Institute for Energy di Stanford, un affiliato dello Stanford Woods Institute for the Environment e il direttore della Stanford Natural Gas Initiative. Il finanziamento per lo studio è stato fornito dallo Stanford Center for Induced and Triggered Sismicity (SCITS), un programma di affiliazione industriale che coinvolge 10 professori di Stanford.