Los geocientíficos de Stanford han ideado una forma de detectar miles de débiles, Terremotos previamente perdidos desencadenados por fracturación hidráulica, o "fracking".

La técnica se puede utilizar para monitorear las actividades sísmicas en las operaciones de fracturación hidráulica para ayudar a reducir la probabilidad de que ocurran terremotos potencialmente dañinos, según el nuevo estudio.

"Estos pequeños terremotos pueden actuar como canarios en una mina de carbón, "dijo el coautor del estudio William Ellsworth, profesor (investigación) de geofísica en la Escuela de la Tierra de Stanford, Ciencias energéticas y ambientales. "Cuando suceden, deben verse como indicadores de precaución de las condiciones subterráneas que podrían conducir a terremotos más grandes ".

El fracking implica inyectar fluido a alta presión bajo tierra para abrir rocas y liberar el gas natural atrapado en el interior. Mientras las rocas se rompen producen pequeños terremotos que normalmente eran demasiado pequeños para ser detectados, hasta ahora.

"En nuestro estudio, de hecho, puede ver terremotos individuales que ocurren junto a la sección de un pozo que se está fracturando, "dijo Clara Yoon, estudiante de doctorado de Stanford, autor principal del estudio publicado en el Revista de investigación geofísica .

Terremotos de Arkansas

En octubre de 2010, Los residentes cerca de un campo de gas natural de Arkansas fueron sacudidos por un terremoto de magnitud 4 que fue seguido por dos réplicas más grandes en febrero de 2011.

Los científicos dicen que estos grandes terremotos fueron causados ​​por inyecciones de aguas residuales de sitios de fracturación hidráulica en pozos subterráneos profundos. y no mediante operaciones de fracking más cercanas a la superficie.

"Estos fueron algunos de los primeros terremotos relacionados con el desarrollo de gas de esquisto que llamaron la atención nacional, "Dijo Ellsworth.

Terremotos de magnitud 4 y superiores han sacudido posteriormente a Oklahoma, Texas y otros estados productores de gas y petróleo.

Procesamiento de datos

Usando un algoritmo avanzado de minería de datos desarrollado por Yoon y sus colegas, el equipo de Stanford realizó un análisis retrospectivo de la actividad sísmica en Arkansas antes del evento de magnitud 4. El algoritmo utiliza el reconocimiento de patrones de terremotos para generar registros detallados de sismicidad.

El análisis rastreó los eventos sísmicos generados en los pozos de producción que utilizaron el fracking y en los pozos de eliminación de aguas residuales más profundos cercanos.

"Estábamos interesados ​​en cómo comenzó la secuencia que condujo al terremoto de magnitud 4, ", Dijo Yoon." Observamos el período más temprano de actividad sísmica en 2010, del 1 de junio al 1 de septiembre, cuando la inyección de aguas residuales recién comenzaba ".

Cuando Yoon ejecutó el algoritmo en este conjunto de datos, ella descubrió más de 14, 000 pequeños, terremotos no reportados previamente. Al comparar el momento y la ubicación de los temblores con los datos de inyección de líquido proporcionados por el estado de Arkansas, Yoon pudo demostrar que la mayoría de los terremotos fueron el resultado directo de las operaciones de fracturamiento hidráulico en 17 de los 53 pozos de producción.

"Eso fue una sorpresa, "dijo el coautor Gregory Beroza, el Profesor Wayne Loel de Geofísica en Stanford. "Se había pensado, y pensamos, que los primeros terremotos en esta área estaban relacionados con la inyección de aguas residuales. Pero descubrimos que la mayoría fueron causadas por el fracking ".

Terremotos persistentes

Muchos de los terremotos inducidos por la fracturación hidráulica también fueron más grandes y más persistentes de lo esperado, propiedades inusuales que indican problemas potenciales en el futuro.

Los terremotos generados por la fracturación hidráulica generalmente no son mayores que la magnitud 0. Eso es equivalente a la cantidad de energía liberada cuando un cartón de leche golpea el piso después de caerse de un mostrador.

Pero varios terremotos observados en el estudio fueron de magnitud 1, que es 31 veces más fuerte que un terremoto de magnitud 0. Algunos estaban por encima de la magnitud 2, que es 1, 000 veces más fuerte que la magnitud 0.

La mayoría de los terremotos inducidos por el fracking ocurren cerca del pozo y se disipan rápidamente. Pero algunos de los terremotos de Arkansas se ubicaron lejos del pozo y continuaron semanas después de que terminaron las operaciones de fracturación hidráulica.

"Nos sorprendió especialmente el tamaño y la persistencia de la sismicidad, "Ellsworth dijo." Cuando los terremotos durante las operaciones de fracturación hidráulica son más grandes de lo esperado y persisten durante semanas, indica un alto nivel de estrés en esa área. Las fallas sometidas a una gran tensión son inestables y pueden deslizarse, provocando terremotos más grandes ".

El hecho de que el fracking cerca de pozos de aguas residuales provocó miles de terremotos, demasiados, demasiado grande y durando demasiado:era una señal de alerta de que las condiciones de estrés más profundas también estaban preparadas para crear la inestabilidad que desencadenó terremotos más grandes, añadió.

"Queremos fomentar el monitoreo sísmico continuo antes de que comiencen las operaciones de fracking, mientras están en progreso y después de que hayan terminado, ", Dijo Beroza." El algoritmo que Clara desarrolló ofrece una método rentable para obtener más información de los datos existentes, para que en el futuro se puedan tomar decisiones informadas que reduzcan la posibilidad de que ocurran terremotos más grandes ".