En un trabajo que ofrece información sobre la magnitud de los peligros que plantean las fallas sísmicas en general, Los sismólogos han desarrollado un modelo para determinar el tamaño de un terremoto que podría ser provocado por la inyección subterránea de fluidos producidos como subproducto de la fracturación hidráulica.

Fracturamiento hidráulico, o "fracking, "es un procedimiento de extracción de petróleo en el que millones de galones de agua (así como arena y productos químicos) se inyectan profundamente en lechos de esquisto subterráneos para romper la roca y liberar gas natural y petróleo. Según el Servicio Geológico de los Estados Unidos, El fracking en sí no suele provocar terremotos. En lugar de, el mayor riesgo de sismicidad está más fuertemente relacionado con la subsecuente inyección de las aguas residuales del fracking y otros procesos de extracción de petróleo en pozos de eliminación masivos que se encuentran a miles de pies bajo tierra.

Los intentos anteriores de modelar la relación entre la inyección de aguas residuales y el desencadenamiento de terremotos sugirieron que la magnitud máxima de la actividad sísmica inducida de esta manera sería proporcional al volumen de los fluidos inyectados. Sin embargo, esta interpretación no tiene en cuenta el hecho de que los terremotos pueden crecer más allá del área impactada por la presión del fluido, dice Jean Paul Ampuero, profesor de sismología en Caltech y coautor de un nuevo estudio sobre el tema que aparece en la revista Avances de la ciencia el 20 de diciembre.

Combinando teoría y simulaciones por computadora de rupturas dinámicas de terremotos, Ampuero y sus colegas desarrollaron un modelo que explica cómo el tamaño de los terremotos inducidos por inyección depende no solo del volumen de fluido que se inyecta, sino también de la energía almacenada en las fallas cercanas. El resultado es un modelo que cuantifica la distancia que un terremoto puede propagarse más allá de un sitio de inyección, que a su vez predice la magnitud máxima de un evento sísmico inducido.

"Los terremotos inducidos por actividades humanas que implican la inyección subterránea de fluidos o gas son una preocupación creciente, un peligro que debe controlarse para desarrollar un futuro energético más seguro y limpio, "Dice Ampuero.

Esta sismicidad inducida ha sido objeto de importantes investigaciones en los últimos años y también está atrayendo a investigadores que, como Ampuero, están principalmente interesados ​​en desentrañar la física de los terremotos naturales. "Esto puede ser lo más cerca que estarán los investigadores de un experimento de terremoto controlado a gran escala, "Ampuero dice. Para el nuevo trabajo, Ampuero se asoció con Martín Galis, investigador postdoctoral en la Universidad de Ciencia y Tecnología King Abdullah (KAUST) en Arabia Saudita.

Es importante tener en cuenta que el nuevo modelo solo predice la magnitud máxima posible de un terremoto en lugar de cuál será realmente la magnitud del terremoto. dicen los investigadores. Define límites superiores basados ​​en la cantidad de energía reprimida en la corteza terrestre antes de la inyección de fluido.

El nuevo modelo ofrece información sobre los terremotos naturales, Crear un marco para comprender qué causa que los terremotos dejen de temblar. Los terremotos pueden ser provocados por la presión y las perturbaciones causadas por la inyección de líquido, pero pueden crecer más allá de la zona inmediatamente impactada por la inyección de aguas residuales al aprovechar la energía tectónica que ya está almacenada cerca. Como es el caso de la sismicidad inducida, Los terremotos naturales pueden comenzar en áreas pequeñas de la corteza terrestre donde se concentra esa energía. Su tamaño está determinado por la cantidad de energía en las regiones circundantes.

El artículo se titula "La sismicidad inducida proporciona una idea de por qué se detienen las rupturas sísmicas". Entre los coautores de Ampuero y Galis se encuentran Paul Martin Mai de KAUST y Frédéric Cappa de la Université Côte d'Azur en Niza y el Institut Universitaire de France en París. La financiación provino de la National Science Foundation, KAUST, y la Agence Nationale de la Recherché en Francia.

Este es el segundo estudio de este mes de Ampuero que ofrece nuevos conocimientos sobre la ciencia de los terremotos. El 1 de diciembre Ampuero y sus colegas del Centre national de la recherché scientifique en París encontraron que es posible observar perturbaciones en el campo gravitacional de la tierra casi instantáneamente después de un terremoto. aumentar el potencial para el uso de estas perturbaciones como parte de un sistema de alerta temprana. (Estas perturbaciones viajan a la velocidad de la luz, mientras que las ondas sísmicas más rápidas de un terremoto se propagan a varios kilómetros por segundo, lo que significa que monitorear las perturbaciones podría mejorar potencialmente los sistemas de alerta temprana existentes en segundos o incluso minutos).

Ampuero y sus colegas encontraron que los sismómetros en China y Corea del Sur detectaron perturbaciones en el campo gravitacional de la Tierra durante el terremoto de 9.1 Tohoku en Japón en 2011 a través de señales que aparecieron como pequeñas aceleraciones en los sismómetros más de un minuto antes de que el suelo debajo de los sismómetros comenzara a moverse. sacudir.