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LE FALLE NEL SISTEMA - Alberto Micalizzi (Potrebbe 2024)
Nell'ultimo decennio le persone che vivevano negli Stati Uniti centrali hanno sperimentato molti più terremoti di dimensioni da piccole a moderate che mai. Ad esempio, sebbene l'Oklahoma si trovi lontano dai confini tra placche tettoniche, l'attività sismica ha iniziato ad aumentare lì intorno al 2009 e ha raggiunto il picco durante il 2015 e l'inizio del 2016. Prima del 2009 l'Oklahoma in genere ha vissuto solo uno o due piccoli terremoti di magnitudo superiore a 3,0 per anno. Entro il 2015 quel numero era salito a oltre 900 terremoti ogni anno, 30 dei quali avevano un momento di magnitudo superiore a 4.0 (che è abbastanza forte da causare rovina). Un terremoto di magnitudo 5,7 ha colpito la città di Praga, in Oklahoma, nel 2011, a causa di una falla preesistente e ha causato gravi danni a diverse case e edifici scolastici. Negli ultimi sei anni, oltre 1.500 segnalazioni di eventi distruttivi di agitazione sono state documentate in aree precedentemente pacifiche. Quell'aumentata sismicità è stata probabilmente causata da attività industriali umane. Circa otto milioni di persone vivevano nelle aree con un aumento dei terremoti e i funzionari responsabili della sicurezza pubblica volevano capire le ragioni dell'aumento e le potenziali minacce per la società.
Cause degli eventi di terremoto indotti.
Gli scienziati della Terra hanno affrontato la sfida per comprendere meglio i terremoti indotti. Prove scientifiche hanno dimostrato che alcuni terremoti sono stati causati da attività industriali umane, principalmente dallo smaltimento mediante iniezione di acque reflue salate estratte con petrolio e gas nei pozzi di produzione. Si pensava che la maggior parte dei terremoti indotti fosse stata generata da variazioni della pressione del fluido vicino a profondi difetti preesistenti. I fluidi delle acque reflue nei pozzi di smaltimento profondo erano spesso situati a più di un miglio di profondità e lo smaltimento delle acque reflue aumentava la pressione sui fluidi che occupavano già lo spazio dei pori. Tale aumento di pressione non ha bloccato o indebolito il guasto, facilitando in tal modo il verificarsi di un terremoto.
L'ipotesi che spiega la causa dei terremoti indotti fu convalidata in un esperimento del 1969 Rangely, Colorado, in cui la pressione del fluido in un serbatoio veniva aumentata e abbassata mediante pompaggio. I terremoti sono diventati più frequenti quando le pressioni sono state aumentate, come previsto dall'ipotesi, e raro quando le pressioni sono state abbassate. La fratturazione idraulica (fracking) —un processo di recupero di gas e petrolio che utilizza l'iniezione di fluidi per aprire fessure nella roccia per consentire al gas intrappolato o al petrolio greggio di fluire attraverso un tubo verso una testa di pozzo in superficie — è stato anche dimostrato che provoca terremoti e si è scoperto che essere la causa principale dei terremoti indotti nella Columbia Britannica e nell'Alberta occidentale, così come alcuni siti negli Stati Uniti Lo stesso fracking, tuttavia, non fu la causa primaria dell'attività indotta dal terremoto in Oklahoma e in molti altri luoghi negli Stati Uniti, dove i terremoti avevano principalmente derivato dall'iniezione di acque reflue. Un notevole terremoto di estrazione di fluidi, un evento di magnitudo 4.8, si è verificato nell'ottobre 2011 vicino a Fashing, in Texas. Altri terremoti indotti sono stati innescati dal riempimento di bacini idrici nel Nevada e nella Carolina del Sud. Nella maggior parte dei casi, tali attività industriali non stimolano i terremoti. Le velocità e i volumi di iniezione di fluidi, gli orientamenti di guasto, le sollecitazioni accumulate e le proprietà della roccia devono essere ottimali per indurre terremoti.
Gli scienziati hanno studiato i difetti e i terremoti sia naturali che indotti per comprendere meglio e prevedere le dimensioni e le posizioni dei futuri terremoti indotti. L'entità o la dimensione del terremoto è correlata all'area che si rompe sulla faglia. Gli scienziati hanno esaminato le registrazioni di numerosi esempi di storici terremoti naturali verificatisi negli ultimi 300 anni negli Stati Uniti centrali e orientali, tra cui un evento di magnitudo 7,3 nel 1886 vicino a Charleston, SC, e la serie di shock di magnitudo 7,5 che hanno colpito 1811–12 vicino a New Madrid, Mo. I terremoti nell'America del Nord orientale si sono verificati sotto forma di sciami di attività sismica su faglie non riconosciute nella Virginia centrale, nel Tennessee orientale, nel Canada orientale e nella Nuova Inghilterra. Molti di questi eventi hanno preceduto le attività industriali e quindi probabilmente non erano collegati alle attività umane. Nel corso degli ultimi anni, gli scienziati avevano discusso se i terremoti indotti potessero innescare grandi terremoti su antichi guasti nelle vicinanze in cui gli stress accumulati erano pronti per essere rilasciati. Il terremoto del 2011 a Praga, in Oklahoma, ha risposto a questa domanda dimostrando che i terremoti fino a magnitudo 5,7 potrebbero rompersi in presenza di lunghi guasti preesistenti. Pertanto, la presenza di antiche faglie è stata un fattore importante nella previsione accurata delle dimensioni di un terremoto. Tuttavia, la dimensione e la posizione dei guasti sono rimaste scarsamente comprese in molti luoghi negli Stati Uniti centrali e orientali, come l'Oklahoma, e gli sforzi scientifici sono stati avviati dall'indagine geologica degli Stati Uniti, da altre agenzie statali e federali e dalle istituzioni accademiche e in collaborazione con l'industria petrolifera per identificare le posizioni di quelle che erano potenzialmente le più pericolose.
L'evento di Praga del 2011 è stato il più grande terremoto indotto registrato negli Stati Uniti fino a quando un terremoto di magnitudo 5,8 si è verificato nel 2016 vicino a Pawnee, in Oklahoma, che potrebbe essere stato indotto. Tuttavia, terremoti indotti più forti sono stati osservati altrove. Vicino a Koynanagar, in India, nel 1967, si sospettava che un tremendo devastante di magnitudo 6,3 fosse stato innescato da alti livelli di acqua immagazzinata in un serbatoio e l'attività di prelievo di gas in Uzbekistan era probabilmente la causa del danneggiamento di terremoti naturali di magnitudo 7.0 nel 1976 e 1984. Tali dati suggerivano che erano possibili terremoti indotti più grandi di quelli di Praga. Inoltre, i geologi hanno riconosciuto i guasti e le rotture preistoriche del terremoto generate dai terremoti di magnitudo 7,0 in Oklahoma e Colorado. Gli studi sui terremoti negli interni continentali al di fuori degli Stati Uniti hanno dimostrato che tali grandi terremoti naturali erano possibili lontano dai confini delle placche. Molti scienziati credevano che i terremoti indotti potessero anche innescare grandi terremoti su difetti antichi non ancora scoperti. Tuttavia, se un evento indotto con una magnitudo maggiore di 5,6 risultasse, molto probabilmente avrebbe una magnitudine più vicina a 6,0 che a 7,0, simile ai terremoti indotti in regioni analoghe.
Aumentare il rischio di terremoto.
Sia i terremoti indotti che quelli naturali causano livelli simili di scuotimento del terreno. Rispetto ai terremoti naturali, tuttavia, i terremoti indotti sono spesso meno profondi e potrebbero non scuotere il terreno in modo violentemente lontano dall'epicentro del terremoto. Sebbene siano state osservate sottili differenze nell'agitazione tra i due tipi, sono state necessarie ulteriori ricerche per comprendere quelle proprietà di agitazione.
Le proiezioni di scuotimento del terreno condotte dall'indagine geologica degli Stati Uniti indicavano che i terremoti indotti aumentavano il rischio in Oklahoma e in altri luoghi in cui i processi industriali influenzano le sollecitazioni all'interno della terra, come mostrato nelle previsioni di un anno 2016 sia per i terremoti indotti che per quelli naturali. Il calcolo del pericolo ha richiesto informazioni su dove e con quale frequenza potrebbero verificarsi i terremoti, la loro dimensione massima e i probabili livelli di scuotimento del terreno. Per prevedere la frequenza del terremoto indotto nel 2016, gli scienziati hanno preso in grande considerazione la frequenza del terremoto del 2015, hanno usato la teoria sismologica standard - con i maggiori terremoti indotti che si prevede avessero generalmente una magnitudo inferiore o uguale a 6,0 - e applicato un nuovo modello di movimento terra che ha fornito migliori stime di scuotimento per terremoti superficiali.
I risultati hanno rivelato che Oklahoma, Kansas, Texas, Arkansas, New Mexico e Colorado hanno avuto una probabilità maggiore di 1 su 100 di scuotere i danni durante il 2016, con le maggiori probabilità (circa 1 su 10) che si verificano in alcune parti dell'Oklahoma settentrionale e del Kansas meridionale. I terremoti indotti previsti dalla previsione hanno dimostrato di essere abbastanza in grado di causare rovina in quella regione se l'attività industriale continuasse senza sosta. Sulla base di queste proiezioni, pochi furono sorpresi quando un terremoto di magnitudo 5,1 colpì vicino a Fairview, Okla., Il 13 febbraio.
La frequenza dei terremoti in quella regione, tuttavia, è sembrata diminuire tra il 2015 e il 2016. Durante la prima metà del 2016, il numero di terremoti verificatisi nei pressi di Irving e Dallas, ad esempio, è diminuito da circa quattro eventi di magnitudo 3.0 o superiore a zero. Tale riduzione potrebbe essere correlata al prezzo del petrolio (che è notevolmente diminuito nel 2015 e nel 2016, riducendo così l'estrazione e l'iniezione di acque reflue) e le azioni normative che hanno ridotto il volume delle acque reflue che vengono pompate in pozzi profondi. I dati iniziali hanno fornito la speranza che i tassi di terremoti indotti continuino a diminuire nel 2016; tuttavia, le attività di iniezione sono continuate in aree con alti tassi di sismicità e non era noto se volumi di iniezione più bassi avrebbero eliminato i terremoti indotti o semplicemente li avrebbero ritardati.
Mentre gli aumenti della frequenza dei terremoti indotti erano più evidenti negli Stati Uniti centrali, i terremoti indotti erano stati osservati anche in diversi siti in California, tra cui i geyser e le aree geotermiche di Coso. Inoltre, uno studio del 2015 ha mostrato lievi variazioni nei tassi di terremoti nella California meridionale e ha rilevato che potrebbero verificarsi ulteriori attività indotte in prossimità di siti con attività di estrazione del petrolio. Poiché il tasso di terremoti naturali in quella zona era molto più alto di quello degli Stati Uniti centrali, era più difficile identificare quali terremoti fossero stati indotti e quali fossero naturali. Gli scienziati hanno continuato a studiare i terremoti indotti per mitigare meglio i futuri effetti del terremoto.
