El aumento de los terremotos inducidos por inyección en los EE. UU.

Durante la última década, las personas que viven en el centro de los Estados Unidos experimentaron muchos más terremotos de tamaño pequeño a moderado que nunca. Por ejemplo, aunque Oklahoma se encuentra lejos de los límites entre las placas tectónicas, la actividad sísmica comenzó a aumentar allí alrededor del año 2009 y alcanzó su punto máximo durante 2015 y principios de 2016. Antes de 2009, Oklahoma experimentaba solo uno o dos terremotos pequeños con una magnitud mayor a 3.0 por año. Para 2015, ese número había aumentado a más de 900 terremotos anualmente, 30 de los cuales tuvieron una magnitud de momento mayor que 4.0 (que es lo suficientemente fuerte como para causar la ruina). Un terremoto con una magnitud de 5,7 golpeó cerca de la ciudad de Praga, Okla., En 2011 en una falla preexistente y causó daños severos a varias casas y edificios escolares. Durante los últimos seis años, se documentaron más de 1,500 informes de sacudidas destructivas en áreas previamente pacíficas. Ese aumento de la sismicidad probablemente fue provocado por las actividades industriales humanas. Alrededor de ocho millones de personas vivían en las áreas con terremotos cada vez mayores, y los funcionarios responsables de la seguridad pública querían comprender las razones del aumento y las posibles amenazas para la sociedad.

Causas de los terremotos inducidos.

Los científicos de la Tierra asumieron el desafío de comprender mejor los terremotos inducidos. La evidencia científica había demostrado que algunos terremotos fueron causados ​​por actividades industriales humanas, principalmente por la eliminación por inyección de aguas residuales saladas extraídas con petróleo y gas en pozos de producción. Se pensó que la mayoría de los terremotos inducidos fueron generados por cambios en la presión del fluido cerca de fallas profundas preexistentes. Los fluidos de aguas residuales en los pozos de eliminación profunda a menudo se ubicaron a más de una milla bajo tierra, y la eliminación de aguas residuales aumentó la presión sobre los fluidos que ya ocupan el espacio de los poros. Ese aumento de presión no se cerró o debilitó la falla, lo que facilita que ocurra un terremoto.

Esa hipótesis que explica la causa de los terremotos inducidos fue validada en un experimento de 1969 en Rangely, Colorado, en el que la presión del fluido en un depósito se elevaba y bajaba por bombeo. Los terremotos se hicieron más frecuentes cuando aumentaron las presiones, como lo predijo la hipótesis, y raros cuando se redujeron las presiones. La fracturación hidráulica (fracking), un proceso de recuperación de gas y petróleo que utiliza inyección de fluido para abrir fisuras en la roca para permitir que el gas atrapado o el petróleo crudo fluya a través de una tubería hacia la boca de un pozo en la superficie, también se demostró que causaba terremotos y se descubrió que Sin embargo, la causa principal de los terremotos inducidos en Columbia Británica y el oeste de Alberta, así como en algunos sitios en los Estados Unidos, no fue la causa principal de la actividad inducida por terremotos en Oklahoma y en otros lugares de los EE. UU. resultado de la inyección de aguas residuales. Un notable terremoto de extracción de fluidos, un evento de magnitud 4.8, tuvo lugar en octubre de 2011 cerca de Fashing, Texas. Otros terremotos inducidos fueron provocados por el llenado de embalses en Nevada y Carolina del Sur. En la mayoría de los casos, tales actividades industriales no estimulan los terremotos. Las tasas y volúmenes de inyección de fluidos, las orientaciones de fallas, las tensiones acumuladas y las propiedades de las rocas deben ser óptimas para inducir terremotos.

Los científicos habían estudiado fallas y terremotos naturales e inducidos para comprender mejor y predecir el tamaño y la ubicación de los futuros terremotos inducidos. La magnitud o el tamaño del terremoto está relacionado con el área que se rompe en la falla. Los científicos analizaron los registros de varios ejemplos de terremotos naturales históricos que ocurrieron durante los últimos 300 años en el centro y este de los EE. UU., Incluido un evento de magnitud 7.3 en 1886 cerca de Charleston, SC, y la serie de choques de aproximadamente magnitud 7.5 que se produjeron en 1811–12 cerca de Nuevo Madrid, Mo. Los terremotos en el este de América del Norte ocurrieron en forma de enjambres de actividad sísmica en fallas no reconocidas en el centro de Virginia, el este de Tennessee, el este de Canadá y Nueva Inglaterra. Muchos de esos eventos fueron anteriores a actividades industriales y, por lo tanto, probablemente no estaban relacionados con actividades humanas. En los últimos años, los científicos debatieron si los terremotos inducidos podrían desencadenar grandes terremotos en fallas antiguas cercanas en las que las tensiones acumuladas estaban listas para ser liberadas. El terremoto de 2011 en Praga, Oklahoma, respondió a esa pregunta demostrando que los terremotos de magnitud 5.7 podrían romperse en fallas largas preexistentes. Por lo tanto, la presencia de fallas antiguas fue un factor importante para pronosticar con precisión el tamaño de un terremoto. Sin embargo, el tamaño y la ubicación de las fallas seguían siendo poco conocidas en muchos lugares del centro y este de los EE. UU., Como Oklahoma, y ​​el Servicio Geológico de los EE. UU., Otras agencias estatales y federales e instituciones académicas estaban realizando esfuerzos científicos y en asociación con la industria petrolera para identificar las ubicaciones de aquellos que eran potencialmente los más peligrosos.

El evento de Praga de 2011 fue el terremoto inducido más grande registrado en los Estados Unidos hasta que ocurrió un terremoto de magnitud 5.8 en 2016 cerca de Pawnee, Oklahoma, que pudo haber sido inducido. Sin embargo, se observaron terremotos inducidos más fuertes en otros lugares. Cerca de Koynanagar, India, en 1967, se sospechó que un temblor devastador de magnitud 6.3 fue provocado por los altos niveles de agua almacenados en un embalse, y la actividad de extracción de gas en Uzbekistán fue probablemente la causa de terremotos naturales de magnitud 7.0 en 1976. y 1984. Tales datos sugirieron que los terremotos inducidos más grandes que el de Praga eran posibles. Además, los geólogos reconocieron fallas y rupturas de terremotos prehistóricos generados por terremotos de magnitud 7.0 en Oklahoma y Colorado. Los estudios de terremotos en interiores continentales fuera de los EE. UU. Mostraron que tales terremotos naturales tan grandes eran posibles lejos de los límites de las placas. Muchos científicos creían que los terremotos inducidos también podrían desencadenar grandes terremotos en fallas antiguas no descubiertas. Sin embargo, si se produce un evento inducido con una magnitud mayor que 5.6, es más probable que tenga una magnitud más cercana a 6.0 que a 7.0, similar a los terremotos inducidos en regiones análogas.

Aumentando el peligro de terremoto.

Tanto los terremotos inducidos como los naturales causan niveles similares de temblor en el suelo. Sin embargo, en comparación con los terremotos naturales, los terremotos inducidos son a menudo menos profundos y podrían no sacudir el suelo tan violentamente lejos del epicentro del terremoto. Aunque se habían observado diferencias sutiles en la agitación entre los dos tipos, se necesitaba más investigación para comprender esas propiedades de agitación.

Las proyecciones de sacudidas del suelo realizadas por el Servicio Geológico de EE. UU. Indicaron que los terremotos inducidos aumentaron el peligro en Oklahoma y otros lugares donde los procesos industriales influyen en las tensiones dentro de la tierra, como se muestra en el pronóstico de un año para los terremotos inducidos y naturales. El cálculo del peligro requería información sobre dónde y con qué frecuencia podrían ocurrir los terremotos, su tamaño máximo y los niveles probables de temblores en el suelo. Para pronosticar la frecuencia de terremotos inducidos en 2016, los científicos consideraron en gran medida la frecuencia de terremotos de 2015, utilizaron la teoría sismológica estándar, con los terremotos inducidos más grandes que generalmente tienen una magnitud menor o igual a 6.0, y aplicaron un nuevo modelo de movimiento de tierra que proporcionó mejores estimaciones de sacudidas por terremotos poco profundos.

Los resultados revelaron que Oklahoma, Kansas, Texas, Arkansas, Nuevo México y Colorado tenían una probabilidad mayor de 1 en 100 de sufrir daños por sacudidas durante 2016, con las mayores posibilidades (aproximadamente 1 de cada 10) en partes del norte de Oklahoma y el sur de Kansas. Se demostró que los terremotos inducidos proyectados por el pronóstico eran bastante capaces de causar la ruina en esa región si la actividad industrial continuaba sin cesar. Sobre la base de esas proyecciones, pocos se sorprendieron cuando un terremoto de magnitud 5.1 golpeó cerca de Fairview, Oklahoma, el 13 de febrero.

Sin embargo, la frecuencia de los terremotos en esa región pareció disminuir entre 2015 y 2016. Durante la primera mitad de 2016, la cantidad de terremotos que ocurrieron cerca de Irving y Dallas, por ejemplo, cayó de aproximadamente cuatro eventos de magnitud 3.0 o mayor a cero. Esa reducción podría estar relacionada con el precio del petróleo (que cayó significativamente en 2015 y 2016, reduciendo así la extracción y la inyección de aguas residuales) y las acciones reguladoras que disminuyeron el volumen de aguas residuales que se bombean a pozos profundos. Los datos iniciales proporcionaron la esperanza de que las tasas de terremotos inducidos continuarían disminuyendo en 2016; sin embargo, las actividades de inyección continuaron en áreas con altas tasas de sismicidad, y no se sabía si los volúmenes de inyección más bajos eliminarían los terremotos inducidos o simplemente los retrasarían.

Si bien los aumentos en la frecuencia de terremotos inducidos fueron más notables en el centro de los EE. UU., También se han observado terremotos inducidos en varios sitios en California, incluidos los géiseres y las áreas de energía geotérmica Coso. Además, un estudio de 2015 mostró cambios menores en las tasas de terremotos en el sur de California y señaló que podría estar ocurriendo actividad inducida adicional cerca de sitios con actividades de extracción de petróleo. Dado que la tasa de terremotos naturales en esa área fue mucho más alta que la del centro de los EE. UU., Fue más difícil identificar qué terremotos fueron inducidos y cuáles fueron naturales. Los científicos continuaron investigando los terremotos inducidos para mitigar mejor los futuros efectos de terremotos.