• Home
  • Química
  • Astronomía
  • Energía
  • Naturaleza
  • Biología
  • Física
  • Electrónica
  •  science >> Ciencia >  >> Naturaleza
    Los investigadores mapean la susceptibilidad a los terremotos provocados por el hombre

    Terremotos ampliamente sentidos que golpearon el centro-norte de Oklahoma y el sur de Kansas y la probabilidad de que esas áreas experimenten terremotos inducidos potencialmente dañinos en 2018 y 2020. Los terremotos artificiales en esta región son causados ​​por la inyección profunda de aguas residuales de las operaciones de petróleo y gas. Crédito:Cornelius Langenbruch

    Los terremotos en Oklahoma y Kansas habían aumentado debido a la inyección de aguas residuales, un subproducto de las operaciones de petróleo y gas, antes de que las regulaciones comenzaran a limitar las inyecciones. Ahora, un nuevo modelo desarrollado por investigadores de la Universidad de Stanford incorpora la física de los terremotos y la respuesta hidrogeológica de la Tierra a la inyección de aguas residuales para pronosticar una disminución de los terremotos provocados por el hombre en Oklahoma y Kansas hasta 2020.

    El modelo se basa en datos disponibles públicamente sobre la inyección de aguas residuales en la formación Arbuckle, un casi 7, Formación sedimentaria de 000 pies de profundidad subyacente al centro-norte de Oklahoma y al sur de Kansas. Suponiendo que la inyección de aguas residuales de las operaciones de petróleo y gas continúe a su ritmo actual, los investigadores mapearon la probabilidad de que la región experimente futuros terremotos. La investigación aparece el 26 de septiembre en la revista Comunicaciones de la naturaleza .

    "Hemos creado un modelo detallado que permite a los reguladores saber dónde es probable que ocurran la mayoría de los problemas, "dijo el coautor Mark Zoback, el profesor Benjamin M. Page de geofísica en la Escuela de la Tierra de Stanford, Energía y Ciencias Ambientales (Stanford Earth). "Esto se puede utilizar en Oklahoma, o en otro lugar, para proporcionar una base científica para la acción reguladora ".

    Conocimientos locales

    Las operaciones de petróleo y gas a menudo producen grandes volúmenes de agua salada que eliminan inyectándola a gran profundidad para proteger el agua en los acuíferos cerca de la superficie utilizada para beber. ganadería y riego.

    El líquido inyectado en la formación Arbuckle aumenta la presión que se extiende sobre un área grande. Esta presión es problemática porque puede afectar grandes fallas cercanas que ya están sometidas a esfuerzos por procesos tectónicos. Estas fallas son capaces de producir terremotos ampliamente sentidos y potencialmente dañinos, si se alcanza por el aumento de presión causado por la inyección.

    El mismo aumento de presión en diferentes áreas puede causar hasta 100 veces el número de terremotos, según el autor principal Cornelius Langenbruch, investigador postdoctoral en Stanford Earth. Los terremotos no se concentran necesariamente en áreas donde el cambio de presión es mayor. Para comprender dónde ocurrirán o no terremotos a escala local, el nuevo modelo evalúa el aumento de presión en el contexto de la vulnerabilidad de la zona, fallas preexistentes.

    "Fue sorprendente para mí ver que la susceptibilidad local a los terremotos fluctúa en una cantidad tan grande, ", Dijo Langenbruch." El ejemplo de Oklahoma muestra que la clave para manejar los peligros sísmicos relacionados con estos terremotos inducidos está gestionando cuánta y dónde se inyectan las aguas residuales ".

    Aumento de presión inducido por inyección de aguas residuales modelado y terremotos observados ampliamente en el centro-norte de Oklahoma y el sur de Kansas. En el profundo grupo sedimentario de Arbuckle, cientos de pozos de eliminación inyectan agua salada que se coproduce con petróleo. La inyección aumenta la presión y da como resultado la desestabilización de fallas preexistentes cargadas tectónicamente capaces de producir terremotos que se sienten ampliamente y potencialmente dañinos. Crédito:Cornelius Langenbruch

    Reducción obligatoria

    Los terremotos inducidos de Oklahoma aumentaron drásticamente alrededor de 2009 y alcanzaron su punto máximo en 2015, con casi 1, 000 terremotos ampliamente sentidos se extendieron por el norte y el centro del estado. Comisión de servicios públicos de Oklahoma, la Comisión de Corporaciones de Oklahoma, ordenó una reducción del 40 por ciento en la inyección de agua a principios de 2016 y el número de terremotos disminuyó a partir de entonces.

    El nuevo modelo, que incluye datos de 809 pozos de inyección desde 2000 hasta 2018, muestra que habrá un 32 por ciento, 24 por ciento y 19 por ciento de probabilidad de terremotos potencialmente dañinos de magnitud 5.0 o superior en 2018, 2019 y 2020, respectivamente, sugiriendo que las políticas de Oklahoma están funcionando. Si continúan las prácticas de inyección actuales en el centro-norte de Oklahoma y el sur de Kansas, Se espera que ocurra un terremoto potencialmente dañino de magnitud 5.0 o mayor hasta 2020.

    "El resultado del nuevo estudio es definitivamente una buena noticia:muestra que las reducciones en la tasa de inyección siguen siendo efectivas. En 2015 y 2016, las probabilidades eran tan altas como el 70 por ciento, "Langenbruch dijo." Sin embargo, el problema es que las probabilidades de terremotos en algunas áreas siguen siendo mucho más altas que las tasas históricas ".

    Escenarios futuros

    Los mapas predictivos del estudio permiten a los residentes de Oklahoma y Kansas ver la probabilidad de que ocurran terremotos potencialmente dañinos cerca de sus hogares. El nuevo modelo también se puede utilizar para evaluar futuros escenarios de inyección destinados a mitigar los peligros sísmicos.

    "Lo bueno de la metodología no son solo las predicciones que hace, pero su capacidad para hacer nuevas predicciones basadas en nuevas medidas que podrían tomar los reguladores, ", Dijo Zoback." Resulta que puede hacer estos análisis bastante temprano en el proceso ".

    Los investigadores esperan que este modelo también se utilice en otras áreas con operaciones de petróleo y gas en expansión. Lugares como la Cuenca Pérmica en el oeste de Texas se están desarrollando a un ritmo increíble y la inyección de agua probablemente ya esté provocando terremotos en esa área. Dijo Zoback.

    Un coautor del artículo es Matthew Weingarten, profesor asistente de la Universidad Estatal de San Diego que realizó la investigación para el estudio como investigador postdoctoral en Stanford. Zoback también es investigador principal del Instituto Precourt de Energía de Stanford, una filial del Instituto Stanford Woods para el Medio Ambiente y el director de la Iniciativa de Gas Natural de Stanford. El financiamiento para el estudio fue proporcionado por el Centro de Stanford para la Sismicidad Inducida y Activada (SCITS), un programa de afiliados industriales que involucra a 10 profesores de Stanford.


    © Ciencia https://es.scienceaq.com