Cuprins:
Cum apar cutremurele!? (Mai 2024)
În deceniul trecut, oamenii care au trăit în centrul SUA au experimentat mai multe cutremure de dimensiuni mici până la moderate decât oricând. De exemplu, deși Oklahoma se află departe de granițele dintre plăcile tectonice, activitatea seismică a început să crească în jurul anului 2009 și a atins maximul în 2015 și la începutul anului 2016. Înainte de 2009, Oklahoma a experimentat de obicei doar unul sau două mici cutremure cu o magnitudine mai mare de 3,0. pe an. Până în 2015, acest număr a crescut la peste 900 de cutremure pe an, 30 dintre care au avut o magnitudine de moment mai mare decât 4,0 (ceea ce este suficient de puternic pentru a provoca ruina). Un cutremur cu magnitudinea de 5,7 s-a izbit în apropierea orașului Praga, Okla., În 2011, din cauza unei defecțiuni preexistente și a provocat daune grave mai multor case și clădiri de școli. În ultimii șase ani, peste 1.500 de rapoarte despre evenimente de zguduire distructivă au fost documentate în zone anterior pașnice. Această seismicitate crescută a fost probabil provocată de activitățile industriale umane. Aproximativ opt milioane de oameni au trăit în zonele cu cutremure crescute, iar oficialii responsabili pentru siguranța publică au dorit să înțeleagă motivele creșterii și potențialele amenințări pentru societate.
Cauzele evenimentelor induse de cutremur.
Oamenii de știință ai Pământului au luat provocarea de a înțelege mai bine cutremurele induse. Dovezile științifice au demonstrat că unele cutremure au fost cauzate de activitățile industriale umane, în mare parte de la eliminarea prin injectarea apei uzate sărate extrase cu petrol și gaz în puțurile de producție. Cele mai multe cutremure induse s-au crezut că au fost generate de modificări ale presiunii fluidului în apropierea defecțiunilor profunde preexistente. Lichidele de ape uzate din puțurile de evacuare profundă au fost adesea situate la mai mult de o milă subteran, iar eliminarea apelor uzate a crescut presiunea asupra fluidelor care ocupă deja spațiul porilor. Acea creștere a presiunii a declanșat sau a slăbit vina, făcând astfel mai ușor să aibă loc un cutremur.
Acea ipoteză care explică cauza cutremurelor induse a fost validată într-un experiment Rangely, Colo. Din 1969, în care presiunea fluidului dintr-un rezervor a fost ridicată și coborâtă prin pompare. Cutremurele au devenit mai frecvente când presiunile au fost ridicate, după cum prevedea ipoteza și rare atunci când presiunile au fost reduse. Fracturarea hidraulică (fracking) - un proces de recuperare a gazelor și petrolului care folosește injecția de lichid pentru a deschide fisuri în rocă pentru a permite gazului prins sau a țițeiului să treacă printr-o conductă către un cap de puț la suprafață - s-a dovedit că a provocat cutremure și s-a găsit că să fie cauza principală a cutremurelor induse în Columbia Britanică și vestul Alberta, precum și a unor site-uri din SUA Fracking în sine, cu toate acestea, nu a fost cauza principală a activității induse de cutremur în Oklahoma și în alte câteva locuri din SUA, unde cutremurele au avut mai ales rezultat din injectarea apelor uzate. Un cutremur notabil de extracție de fluide, un eveniment de magnitudine 4,8, a avut loc în octombrie 2011 în apropiere de Fashing, Texas. Alte cutremure induse au fost declanșate de umplerea rezervoarelor din Nevada și Carolina de Sud. În majoritatea cazurilor, astfel de activități industriale nu stimulează cutremurele. Ratele și volumele de injecție de fluide, orientările de eroare, tensiunile acumulate și proprietățile rocilor trebuie să fie optime pentru a induce cutremure.
Oamenii de știință au studiat defecțiunile și cutremurele naturale și induse pentru a înțelege și a prezice mai bine dimensiunile și locațiile viitoarelor cutremure induse. Mărimea sau dimensiunea cutremurului este legată de zona care se rupe în culpă. Oamenii de știință au examinat înregistrările mai multor exemple de cutremure naturale istorice care au avut loc în ultimii 300 de ani în centrul și estul SUA, inclusiv un eveniment de magnitudine-7,3 din 1886, lângă Charleston, SC, și seria șocurilor de aproximativ magnitudine 7,5 care au lovit în 1811–12 în apropiere de New Madrid, Mo. Cutremurele din estul Americii de Nord s-au produs sub formă de roiuri de activitate seismică asupra unor defecți nerecunoscute în Virginia centrală, estul Tennessee, estul Canada și Noua Anglie. Multe dintre aceste evenimente au precedat activitățile industriale și, prin urmare, nu au fost cel mai probabil legate de activitățile umane. În ultimii ani, oamenii de știință au dezbătut dacă cutremurele induse ar putea declanșa cutremure mari asupra unor defecți antice din apropiere, în care tensiunile acumulate erau gata să fie eliberate. Cutremurul din Praga, Okla., Din 2011, a răspuns acestei întrebări, demonstrând că cutremurele de până la magnitudinea 5,7 s-ar putea rupe la defecțiuni preexistente. Prin urmare, prezența defecțiunilor antice a fost un factor important în prognozarea cu exactitate a mărimii unui cutremur. Cu toate acestea, dimensiunea și localizarea defecțiunilor au rămas slab înțelese în multe locuri din centrul și estul SUA, cum ar fi Oklahoma, iar eforturile științifice au fost în desfășurare de Sondajul Geologic al SUA, alte agenții de stat și federale și instituțiile academice și în parteneriat cu industria petrolului pentru a identifica locațiile celor care erau potențialmente cele mai periculoase.
Evenimentul de la Praga din 2011 a fost cel mai mare cutremur indus înregistrat în SUA până la un cutremur cu magnitudinea de 5,8 s-a produs în 2016 în apropiere de Pawnee, Oklahoma, care s-ar putea să fi fost indus. Cu toate acestea, cutremure induse mai puternic au fost observate în altă parte. În apropiere de Koynanagar, India, în 1967, se suspecta că un tremor devastator de magnitudine-6,3 a fost declanșat de niveluri ridicate de apă stocate într-un rezervor, iar activitatea de retragere a gazelor din Uzbekistan a fost probabil cauza cauzării unor cutremure naturale de magnitudine-7,0 în 1976 și 1984. Astfel de date sugerează că cutremurele induse sunt mai mari decât cele de la Praga. În plus, geologii au recunoscut defecțiunile și rupturile de cutremure preistorice generate de cutremurele de magnitudine-7,0 din Oklahoma și Colorado. Studiile asupra cutremurelor din interiorul continental din afara SUA au arătat că astfel de cutremure naturale mari erau posibile departe de granițele plăcilor. Mulți oameni de știință credeau că cutremurele induse ar putea declanșa, de asemenea, cutremure mari la defecte antice nedescoperite. Cu toate acestea, în cazul în care un eveniment indus cu o magnitudine mai mare de 5,6 rezultă, ar avea o probabilitate mai mare cu o magnitudine mai apropiată de 6,0 decât 7,0, similar cu cutremurele induse în regiuni analoge.
Creșterea pericolului de cutremur.
Atât cutremurele induse, cât și cele naturale provoacă niveluri similare de zguduire a solului. În comparație cu cutremurele naturale, cu toate acestea, cutremurele induse sunt adesea mai puțin adânci și s-ar putea să nu zdruncine pământul atât de departe de epicentrul cutremurului. Deși au fost observate diferențe subtile de agitare între cele două tipuri, au fost necesare mai multe cercetări pentru a înțelege aceste proprietăți de agitare.
Proiecțiile de zguduire a solului realizate de Sondajul Geologic al SUA au indicat că cutremurele induse au crescut pericolul în Oklahoma și în alte locuri în care procesele industriale influențează stresurile de pe pământ, așa cum se arată în prognoza de un an pentru 2016 atât pentru cutremurele induse cât și pentru cele naturale. Calculul pericolului a necesitat informații despre unde și cât de des ar putea avea loc cutremurele, dimensiunea lor maximă și nivelurile probabile de agitare a solului. Pentru a prognoza frecvența cutremurului indus din 2016, oamenii de știință au luat în considerare în mare măsură frecvența cutremurului din 2015, au utilizat teoria seismologică standard - cu cele mai mari cutremure induse care se așteaptă să aibă, în general, o magnitudine mai mică sau egală cu 6,0 - și au aplicat un nou model de mișcare la sol. estimări mai bune de agitare pentru cutremure superficiale.
Rezultatele au relevat faptul că Oklahoma, Kansas, Texas, Arkansas, New Mexico și Colorado au o șansă mai mare de 1 din 100 de a agita daune în 2016, cu cele mai mari șanse (aproximativ 1 din 10) să apară în anumite părți din nordul Oklahoma și sudul Kansas. Cutremurele induse proiectate de prognoză s-au dovedit a fi destul de capabile să provoace ruina în regiunea respectivă, dacă activitatea industrială a continuat să fie neîntreruptă. Pe baza acestor proiecții, puțini au fost surprinși când un cutremur cu magnitudinea 5,1 a izbucnit în apropiere de Fairview, Okla, pe 13 februarie.
Frecvența cutremurului în acea regiune a părut însă să scadă între 2015 și 2016. În prima jumătate a anului 2016, numărul de cutremure care au avut loc lângă Irving și Dallas, de exemplu, a scăzut de la aproximativ patru evenimente cu magnitudinea 3,0 sau mai mare la zero. Această reducere ar putea fi legată de prețul petrolului (care a scăzut semnificativ în 2015 și 2016, reducând astfel extracția și injectarea apei uzate) și acțiuni de reglementare care au redus volumul de ape uzate care sunt pompate în forajele adânci. Datele inițiale au oferit speranța că ratele cutremurelor induse vor continua să scadă în 2016; cu toate acestea, activitățile de injecție au continuat în zone cu rate mari de seismicitate și nu se știa dacă volumele de injecție mai mici ar elimina cutremurele induse sau doar le vor întârzia.
În timp ce creșterea frecvenței cutremurului indus a fost cea mai vizibilă în SUA centrală, cutremurele induse au fost observate și pe mai multe site-uri din California, inclusiv în geysers și în zonele geotermale cu energie Coso. În plus, un studiu din 2015 a arătat modificări minore ale ratelor de cutremure din sudul Californiei și a remarcat faptul că activități suplimentare induse ar putea avea loc în apropierea siturilor cu activități de extracție a petrolului. Deoarece rata cutremurelor naturale din acea zonă a fost mult mai mare decât cea a SUA centrale, a fost mai dificil să se identifice ce cutremure au fost induse și care au fost naturale. Oamenii de știință au continuat să investigheze cutremurele induse pentru a atenua mai bine efectele viitoare ale cutremurului.
