Nei mesi successivi al 5 luglio, Terremoto di magnitudo 7.1 del 2019 a Ridgecrest, California, i sismologi hanno registrato migliaia di scosse di assestamento nella regione. Sorprendentemente, nessuno è stato visto nel campo geotermico di Coso, un'area a soli 10 chilometri dalle rotture superficiali causate dalla scossa principale.

Ora, I ricercatori del Caltech hanno scoperto che le operazioni relative alla produzione di energia geotermica a Coso negli ultimi 30 anni hanno de-stressato la regione, rendendo l'area meno soggetta a terremoti. Questi risultati potrebbero indicare modi per ridurre sistematicamente le regioni sismiche ad alto rischio, costruendo contemporaneamente infrastrutture per l'energia pulita.

La ricerca è stata condotta nel laboratorio di Jean-Philippe Avouac, Earle C. Anthony Professore di Geologia e Ingegneria Meccanica e Civile. Un articolo che descrive lo studio appare sulla rivista Natura il 1 luglio.

Campi geotermici, come la regione di Coso, sono zone dove le temperature del sottosuolo sono particolarmente elevate, Per esempio, a seguito di attività vulcanica o tettonica. Questo calore può essere utilizzato per creare energia pulita che non richiede la combustione di combustibili fossili. Per sfruttare questa energia, l'acqua viene pompata nel terreno, dove le alte temperature riscaldano l'acqua; quando l'acqua viene riportata in superficie, che l'energia termica viene utilizzata per generare elettricità.

È importante sottolineare che durante lo sviluppo di un campo geotermico, molti piccoli terremoti (intorno alla magnitudo 4) vengono innescati quando l'acqua viene pompata dentro. Questo è generalmente visto come fonte di preoccupazione; alcuni progetti geotermici sono stati abbandonati a causa di tale sismicità "indotta". Però, in questo nuovo studio, i ricercatori hanno scoperto che questi piccoli terremoti, nonché la deformazione "silenziosa" o asismica (che si verifica senza produrre un terremoto) causata dall'iniezione di fluido, allevia effettivamente lo stress e quindi riduce il rischio di un terremoto più grande nella regione.

"La geotermia è energia pulita, e vorremmo avere quanta più energia pulita possibile, " dice Avouac. "La sismicità indotta, l'innesco di molti piccoli terremoti, durante lo sviluppo iniziale di un campo geotermico è stata vista come un impedimento alla costruzione di più di questa infrastruttura. Ma il nostro studio mostra che in realtà c'è un vantaggio in questo. Potresti immaginare di sviluppare campi geotermici lungo tutta la faglia di Sant'Andrea, Per esempio, dove si otterrebbe energia pulita e si diminuirebbe il rischio di un grande terremoto".

Guidato dallo studioso postdottorato del Caltech Kyungjae Im, il team ha cercato di modellare ciò che sta accadendo sotto la superficie di un campo geotermico che è stato sviluppato per la produzione di energia. Utilizzando una tecnica chiamata interferometria radar ad apertura sintetica (SAR), i geologi hanno misurato che la superficie del campo geotermico di Coso si è deformata e sprofondata di decine di centimetri nei decenni successivi al suo sviluppo. Ho costruito un modello di questa deformazione e ho determinato che il sottosuolo si stava contraendo termicamente a causa del pompaggio dell'acqua.

Ho concluso che questa contrazione termica ha alleviato un po' di tensione nell'area di Coso e ha permesso al terreno di scivolare "silenziosa", cioè, in modo fluido che non produca terremoti. Questo spiega perché l'area di Coso non abbia subito scosse di assestamento dopo il grande 5 luglio, Terremoto 2019:meno stress nel sottosuolo perché già alleviato dall'attività geotermica.

"Il nostro studio mostra che iniettando acqua fredda, puoi effettivamente sopprimere la sismicità lungo la strada, " dice Im. "Ma non è ancora senza rischi:quando inizi a sviluppare il campo, c'è il rischio che i piccoli terremoti indotti possano potenzialmente diventare grandi. Ma in linea di principio col tempo, il rischio di grandi terremoti nella regione è minore che se non si fosse sviluppato il campo. Stai accelerando la sismicità per un po', quindi il rischio di ottenere quello grande è temporaneamente più alto. Ma se consideri il rischio di avere una magnitudo 7 o 8 per un lungo periodo di tempo, più di 15 anni o giù di lì, sarà molto più basso. Fa parte del nostro obiettivo di ricerca sviluppare metodi per quantificare con precisione questo effetto. Non sarà mai rischio zero, ma il nostro studio mostra che dovremmo fare più ricerche su questo metodo per ridurre la probabilità di un grande terremoto".

"Sia il rilascio dello stress termico che l'hydrofracking possono rilasciare lo stress accumulato e quindi ridurre i futuri grandi terremoti ma, allo stesso tempo, hanno ancora il rischio di indurre grandi terremoti durante il rilascio dello stress, " spiega Im. "Il caso Coso è l'esempio desiderato in quanto il rilascio dello stress viene effettuato senza indurre un grande terremoto. Potrebbe essere dovuto alla natura del destress termico, che è lento, intenso, e localizzato rispetto all'hydrofracking. Ma per confermarlo sono necessarie ulteriori ricerche".

Il documento è intitolato "Ridgecrest Aftershocks at Coso Suppressed by Thermal Destressing". Kyungjae Im è il primo autore dello studio.