Utilizando datos de experimentos de campo y modelado de fallas a tierra, los investigadores de la Universidad de Tufts descubrieron que la práctica de la inyección de fluidos subterráneos utilizada en el 'fracking' y la eliminación de aguas residuales para la exploración de petróleo y gas podría causar una actividad sísmica significativa y de rápida expansión más allá del fluidozona de difusión. Se sabe que las inyecciones de fluidos profundos, de más de un kilómetro de profundidad, están asociadas con una mayor actividad sísmica, a menudo se cree que están limitadas a las áreas de difusión de fluidos. Sin embargo, el estudio, publicado hoy en la revista ciencia , prueba y apoya firmemente la hipótesis de que las inyecciones de fluidos están causando terremotos potencialmente dañinos más allá por el lento deslizamiento de las redes de fracturas por fallas preexistentes, en forma de dominó.
Los resultados explican la observación de que la frecuencia de los terremotos provocados por el hombre en algunas regiones del país supera los puntos críticos de terremotos naturales.
El estudio también representa una prueba de concepto al desarrollar y probar modelos más precisos de comportamiento de fallas utilizando experimentos reales en el campo. Gran parte de nuestra comprensión actual sobre la física de las fallas geológicas se deriva de experimentos de laboratorio realizados a escalas de longitud de muestra demetro o menos. Sin embargo, los terremotos y la ruptura de fallas ocurren en escalas mucho más grandes. Las observaciones de ruptura de fallas en estas escalas más grandes se realizan actualmente de forma remota y proporcionan estimaciones pobres de los parámetros físicos del comportamiento de las fallas que se utilizarían para desarrollar un modelo humano.más recientemente, la comunidad científica del terremoto ha puesto recursos detrás de los experimentos de inyección a escala de campo para cerrar la brecha de escala y comprender el comportamiento de las fallas en su hábitat natural.
Los investigadores utilizaron datos de estas inyecciones de campo experimentales, previamente realizadas en Francia y dirigidas por un equipo de investigadores con sede en la Universidad de Aix-Marsella y la Universidad de Niza Sophia-Antipolis. Los experimentos midieron la presurización y desplazamiento de fallas, deslizamiento yotros parámetros que se introducen en el modelo de deslizamiento por falla utilizado en el estudio actual. El análisis de los investigadores de Tufts proporciona la inferencia más sólida hasta la fecha de que el deslizamiento activado por fluido en las fallas puede superar rápidamente la propagación del fluido bajo tierra.
"Una limitación importante en el desarrollo de modelos numéricos confiables de riesgo sísmico es la falta de observaciones del comportamiento de fallas en su hábitat natural", dijo Pathikrit Bhattacharya, un ex post-doctorado en el departamento de ingeniería civil y ambiental de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de TuftsIngeniero y autor principal del estudio. "Estos resultados demuestran que, cuando están disponibles, tales observaciones pueden proporcionar una visión notable del comportamiento mecánico de las fallas y obligarnos a repensar su potencial de peligro". Bhattacharya ahora es profesor asistente en la Escuela de la Tierra,Ciencias del Océano y el Clima en el Instituto Indio de Tecnología de Bhubaneswar, India.
El peligro que representan los terremotos inducidos por fluidos es una cuestión de creciente preocupación pública en los EE. UU. El efecto del terremoto provocado por el hombre se considera responsable de hacer de Oklahoma, una región muy activa de exploración de petróleo y gas, la sísmica más productivaregión del país, incluida California. "Es notable que hoy tenemos regiones de actividad de terremotos provocados por el hombre que superan el nivel de actividad en los puntos calientes naturales como el sur de California", dijo Robert C. Viesca, profesor asociado de ingeniería civil y ambiental.en la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Tufts, coautor del estudio y supervisor postdoctoral de Bhattacharya. "Nuestros resultados validan las presuntas consecuencias de inyectar fluido en el subsuelo, y una herramienta importante para evaluar la migración y el riesgo de terremotos inducidosen futuras exploraciones de petróleo y gas "
La mayoría de los terremotos inducidos por el fracking son demasiado pequeños, 3.0 en la escala de Richter, para ser un problema de seguridad o daños. Sin embargo, la práctica de la inyección profunda de los productos de desecho de estas exploraciones puede afectar fallas más profundas y más grandes que están bajoestrés y susceptible al deslizamiento inducido por fluidos. La inyección de aguas residuales en pozos profundos más de un kilómetro puede causar terremotos que son lo suficientemente grandes como para sentirse y pueden causar daños.
Según el Servicio Geológico de EE. UU., El terremoto más grande inducido por inyección de fluido y documentado en la literatura científica fue un terremoto de magnitud 5.8 en septiembre de 2016 en el centro de Oklahoma. Otros cuatro terremotos mayores a 5.0 han ocurrido en Oklahoma como resultado de la inyección de fluido, y terremotos de magnitud entre 4.5 y 5.0 han sido inducidos por inyección de fluidos en Arkansas, Colorado, Kansas y Texas.
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Materiales proporcionados por Universidad de Tufts . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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