Indizi chimici nelle acque vicino ai pozzi di gas Marcellus Shale nella Pennsylvania rurale possono identificare nuove fonti di contaminazione da metano legate alla perforazione, secondo gli scienziati.

I risultati forniscono un nuovo strumento per distinguere i potenziali impatti ambientali della perforazione di scisto dai livelli di metano preesistenti che si trovano comunemente nei corsi d'acqua della Pennsylvania, hanno detto i ricercatori.

Gli scienziati hanno anche scoperto che la contaminazione da metano può essere più probabile che si verifichi quando la perforazione avviene in determinati ambienti geologici, come quelli trovati nell'area di studio nella contea di Lycoming.

"Questo studio fornisce nuovi indizi su dove potremmo aspettarci di trovare potenziali impatti ambientali legati alla perforazione dello scisto e su come identificare meglio i nuovi incidenti dopo che si sono verificati, " disse Joshua Woda, uno studente laureato in geoscienze alla Penn State.

Woda e un team di ricercatori hanno riportato la scoperta in un articolo pubblicato online questa settimana nel Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze .

Lo studio si concentra su un'area in cui i regolatori statali hanno citato più pozzi di gas Marcellus Shale per problemi di integrità del pozzo. Il pozzo di gas più vicino è stato citato dai regolatori statali per aver contaminato cinque pozzi d'acqua residenziali con alti livelli di metano. Questo gas rappresenta un pericolo di esplosione in spazi chiusi.

I livelli di metano rimangono al di sopra delle condizioni precedenti alla perforazione nei campioni di acqua di ruscello e pozzo sette anni dopo la segnalazione iniziale delle perdite, ricercatori hanno detto.

Il gas naturale è composto principalmente da metano, e la perforazione può causare la fuoriuscita del gas nei corsi d'acqua o nell'atmosfera, dove è un potente gas serra. Gli scienziati pensano che questi incidenti siano rari rispetto al numero complessivo di pozzi di gas di scisto perforati, ma sono anche difficili da identificare.

Il metano è comune nei corsi d'acqua della Pennsylvania, causati da fonti naturali come torbiere e zone umide, così come la migrazione naturale da rocce sotterranee profonde. Questa migrazione avviene separatamente dalla perforazione dello scisto.

"Poiché non abbiamo dati di riferimento validi per la qualità dell'acqua in tutta la Pennsylvania, può essere difficile identificare i possibili impatti della perforazione dello scisto, " ha detto Susan Brantley, illustre professore di geoscienze alla Penn State e direttore dell'Earth and Environmental Systems Institute. "Anche se riteniamo che questi incidenti di perdita di gas siano rari rispetto al numero totale di pozzi di gas, questo studio ci offre un nuovo strumento per identificarli quando si verificano".

Gli scienziati hanno analizzato campioni d'acqua prima e dopo la perforazione dall'acqua del torrente e del pozzo intorno alle perdite segnalate. Hanno scoperto che le concentrazioni di alcuni metalli nell'acqua hanno cominciato ad aumentare poco dopo l'inizio delle perdite.

"Abbiamo documentato che la recente migrazione del metano può cambiare la chimica dell'acqua in modo da mobilitare i metalli, come il ferro, e rilasciare altri composti chimici indesiderati, come l'acido solfidrico, " ha detto Woda. "Questo è importante perché può far sapere alle persone cosa potrebbero aspettarsi se sono state recentemente colpite da qualcosa come un pozzo di gas di scisto che perde nella loro riserva idrica".

Il cambiamento nella chimica dell'acqua indica che un pennacchio di gas si è spostato in una falda acquifera dal sottosuolo profondo dove la perforazione orizzontale nello scisto è stata accompagnata dal fracking. Gli indizi potrebbero essere usati altrove per determinare nuove fughe di notizie, ricercatori hanno detto.

"In altre parole, abbiamo creato nuovi traccianti che possono essere utilizzati con altre linee di prova per determinare se un pozzo d'acqua è stato colpito dalla recente migrazione di gas, " Woda ha detto. "È particolarmente utile per le persone che non hanno raccolto campioni d'acqua prima della perforazione".

Gli scienziati hanno affermato che un numero elevato di pozzi intorno all'area di studio è stato citato per violazioni di cementazione o rivestimento. Le perdite legate alla perforazione sono spesso causate da questi tipi di problemi di costruzione.

"Un'alta percentuale di pozzi non convenzionali ha subito violazioni in quest'area di studio - circa un terzo dei 101 pozzi in produzione - che è molto più alto delle stime a livello statale, "Ha detto Woda.

La formazione di scisto nell'area è poco profonda e si trova lungo l'asse di una grande piega. Gli scienziati hanno detto che i pozzi potrebbero intersecare le fratture che sono interconnesse, formare buoni percorsi per la migrazione verso l'alto.

"Abbiamo scoperto che lo scisto perforato è molto superficiale a questo punto e le rocce sovrastanti sono strettamente piegate, "Brantley ha detto. "Pensiamo di aver scoperto un sito in cui le fratture nella roccia piegata potrebbero aiutare il gas naturale a salire in superficie e che potrebbe essere accelerato dalla presenza di pozzi di gas".

Ulteriori studi potrebbero fornire mappe delle aree in cui la perforazione potrebbe essere evitata o portare a migliori pratiche di gestione che potrebbero ridurre i rischi di migrazione del metano, hanno detto i ricercatori.