Sebbene lo smaltimento delle acque reflue sia stato la principale forza trainante dell'aumento dell'attività sismica nel sud del Kansas dal 2013, un nuovo studio conclude che lo smaltimento non ha modificato in modo significativo l'orientamento dello stress nella crosta terrestre nella regione.

Attività come lo smaltimento delle acque reflue possono alterare la pressione dei pori, forma e dimensione all'interno degli strati rocciosi, in modi che causano il cedimento delle faglie vicine durante un terremoto. Si pensa che questi effetti siano alla base dei più recenti terremoti indotti negli Stati Uniti centrali e orientali.

È possibile, però, che l'attività umana potrebbe anche portare a terremoti alterando l'orientamento delle sollecitazioni che agiscono sulle faglie della regione, ha detto il sismologo del Geological Survey degli Stati Uniti Robert Skoumal, chi è stato coautore dello studio in Lettere di ricerca sismologica con la sismologa dell'USGS Elizabeth Cochran.

"Dal momento che non vediamo prove di una significativa rotazione dello stress [nella regione], pensiamo che la maggior parte dei terremoti nel sud del Kansas siano dovuti a cambiamenti nelle pressioni dei pori o effetti poroelastici piuttosto che a rotazioni di stress, "Skomal ha detto.

Un modo in cui i ricercatori possono saperne di più sull'orientamento del campo di stress negli strati rocciosi in cui il fluido riempie le fratture nella roccia è attraverso un effetto di onde sismiche chiamato scissione dell'onda di taglio. Alcune delle onde di taglio che viaggiano attraverso la roccia si muovono parallelamente alle fratture aperte e sono quindi più veloci, mentre altri si muovono perpendicolarmente alle fratture e hanno una velocità inferiore. La stima della direzione delle onde veloci può aiutare a determinare l'orientamento del campo di sollecitazione.

Un precedente studio sulla scissione delle onde di taglio nel sud del Kansas ha stimato una rotazione di 90 gradi nella direzione veloce a partire dal 2015, che gli autori dello studio hanno attribuito a pressioni dei fluidi interstiziali elevate dovute allo smaltimento delle acque reflue. Però, la rotazione ha coinciso con un cambiamento nelle stazioni utilizzate per osservare le onde di taglio.

Skoumal e Cochran hanno deciso di dare un'altra occhiata ai cambiamenti di stress nel sud del Kansas come parte di uno sforzo più ampio per caratterizzare lo stress nei bacini rocciosi senza perforare costosi pozzi. Quando hanno analizzato la scissione delle onde di taglio utilizzando dati di alta qualità raccolti da una rete sismica locale stabile, hanno scoperto che l'orientamento allo stress regionale è rimasto relativamente costante tra il 2014 e il 2017.

Le condizioni geologiche di un serbatoio di acque reflue potrebbero influire sul fatto che l'iniezione possa alterare l'orientamento delle sollecitazioni, Skoumal ha notato. La maggior parte delle acque reflue iniettate nel sud del Kansas sono finite in strati rocciosi chiamati Arbuckle Group, "che è sottopressurizzato—il fluido può essere 'versato' senza la necessità di una pompa, "Skomal ha detto, notando che le pressioni dei pori possono diffondersi rapidamente nella roccia altamente permeabile.

Non ci sono segnalazioni di rotazioni di stress significative dovute allo smaltimento delle acque reflue, notano gli autori, suggerendo che potrebbe non essere un evento comune, le rotazioni delle sollecitazioni sono inferiori a quelle rilevabili con i metodi attuali, o che il fenomeno non sia stato studiato a sufficienza. Fino a poco tempo fa, la strumentazione sismica è stata scarsa in molti luoghi che hanno registrato un grande aumento nello smaltimento delle acque reflue nell'ultimo decennio.

"Documentare gli orientamenti sullo stress è già una sfida in queste regioni, e caratterizzare i cambiamenti di tali stress nel tempo è una sfida ancora più grande, " ha detto Skoumal. "Nelle aree in cui abbiamo guardato però, non abbiamo visto prove convincenti per rotazioni di stress significative dovute allo smaltimento delle acque reflue".