Devastazione nella provincia del Sichuan dopo il terremoto di 2008 Wenchuan, che si pensa sia indotto dall'attività industriale in un vicino serbatoio. dominiqueb / flickr
Le persone sapevano che avremmo potuto causare terremoti prima di sapere cosa fossero. Non appena le persone hanno iniziato a scavare minerali fuori dal terreno, le cadute e i crolli dei tunnel devono essere diventati rischi riconosciuti.
Oggi, i terremoti causati dagli esseri umani si verificano su una scala molto più grande. Gli eventi del secolo scorso hanno dimostrato che il settore minerario è solo una delle molte attività industriali che possono indurre terremoti abbastanza grandi da provocare danni significativi e la morte. Il riempimento dei bacini idrici dietro le dighe, l'estrazione di petrolio e gas e la produzione di energia geotermica sono solo alcune delle moderne attività industriali che hanno dimostrato di provocare terremoti.
Dato che sempre più tipi di attività industriali sono stati riconosciuti potenzialmente sismogenetici, la Nederlandse Aardolie Maatschappij BV, una compagnia petrolifera con sede nei Paesi Bassi, ci ha commissionato di condurre una revisione globale completa di tutti i terremoti causati dall'uomo.
Il nostro lavoro ha riunito un ricco quadro delle centinaia di pezzi di puzzle disseminati nella letteratura scientifica nazionale e internazionale di molte nazioni. La vastità dell'attività industriale che abbiamo scoperto essere potenzialmente sismogenica è stata una sorpresa per molti scienziati. All'aumentare delle dimensioni dell'industria, aumenta anche il problema dei terremoti indotti.
Inoltre, abbiamo scoperto che, poiché i piccoli terremoti possono scatenare quelli più grandi, l'attività industriale ha il potenziale, in rare occasioni, di provocare eventi estremamente grandi e dannosi.
Come gli umani inducono terremoti
Come parte della nostra revisione, abbiamo assemblato un database di casi che è, a nostra conoscenza, il più completo redatto fino ad oggi. Su Jan. 28, lo faremo rilascia questo database pubblicamente. Speriamo che informerà i cittadini sull'argomento e stimolerà la ricerca scientifica su come gestire questa nuovissima sfida dell'ingegno umano.
Il nostro sondaggio mostrava i conti delle attività legate al settore minerario per il maggior numero di casi nel nostro database.
Inizialmente, la tecnologia mineraria era primitiva. Le miniere erano piccole e relativamente poco profonde. Gli eventi di collasso sarebbero stati minori, anche se questo avrebbe potuto essere un po 'di conforto per chiunque fosse coinvolto in uno.
Ma le miniere moderne esistono su una scala completamente diversa. I minerali preziosi vengono estratti dalle miniere che possono essere a più di due miglia di profondità o estendersi diverse miglia al largo degli oceani. La quantità totale di roccia rimossa dalle miniere in tutto il mondo ora ammonta a diverse decine di miliardi di tonnellate all'anno. È doppio rispetto a 15 anni fa - ed è destinato a raddoppiare nel prossimo 15. Nel frattempo, gran parte del carbone che alimenta l'industria mondiale è già stato esaurito dagli strati superficiali e le miniere devono diventare più grandi e più profonde per soddisfare la domanda.
Con l'espansione delle miniere, i terremoti legati al settore minerario diventano più grandi e più frequenti. Anche i danni e gli incidenti mortali aumentano. Centinaia di morti si sono verificati nelle miniere di carbone e minerali negli ultimi decenni a causa dei terremoti fino alla magnitudo 6.1 che sono stati indotti.
Altre attività che potrebbero indurre terremoti includono l'erezione di sovrastrutture pesanti. Il 700-megaton Edificio Taipei 101, cresciuto a Taiwan negli 1990, è stato accusato della crescente frequenza e dimensione dei terremoti vicini.
Dall'inizio del 20esimo secolo, è stato chiaro che il riempimento di grandi bacini idrici può provocare terremoti potenzialmente pericolosi. Questo avvenne in tragico focus su 1967 quando, appena cinque anni dopo che il bacino di Koyna lungo 32-miglia nell'India occidentale fu riempito, un il terremoto di magnitudo 6.3 ha colpito, uccidendo almeno 180 persone e danneggiando la diga.
Durante i decenni successivi, l'attività ciclica di terremoti in corso ha accompagnato aumenti e cadute nel ciclo annuale del livello del serbatoio. Un terremoto di dimensioni maggiori di 5 si verifica in media ogni quattro anni. Il nostro rapporto ha rilevato che, ad oggi, alcuni serbatoi 170 in tutto il mondo hanno causato attività sismiche.
La produzione di petrolio e gas è stata implicata in diversi terremoti distruttivi nella gamma 6 in California. Questa industria sta diventando sempre più sismogenetica mentre i giacimenti di petrolio e gas si esauriscono. In tali campi, oltre alla rimozione di massa per produzione, vengono iniettati anche fluidi per eliminare l'ultimo degli idrocarburi e smaltire le grandi quantità di acqua salata che accompagnano la produzione nei campi in scadenza.
Una tecnologia relativamente nuova nel petrolio e nel gas è la fratturazione idraulica del gas di scisto, o fracking, che per sua stessa natura genera piccoli terremoti come le fratture della roccia. Di tanto in tanto, questo può portare a un terremoto di magnitudo maggiore se i fluidi iniettati perdono in un difetto già stressato dai processi geologici.
Il più grande terremoto relativo al fracking che è stato finora segnalato si è verificato in Canada, con una grandezza di 4.6. In Oklahoma sono in corso diversi processi contemporaneamente, tra cui la produzione di petrolio e gas, lo smaltimento delle acque reflue e il fracking. Lì, terremoti grandi come la magnitudo 5.7 hanno fatto vibrare i grattacieli che erano stati eretti molto prima che tale sismicità fosse prevista. Se un simile terremoto è indotto in Europa in futuro, potrebbe essere sentito nelle capitali di diverse nazioni.
La nostra ricerca mostra che la produzione di vapore geotermico e acqua è stata associata a terremoti fino alla magnitudo 6.6 nel campo di Cerro Prieto, in Messico. L'energia geotermica non è rinnovabile dai processi naturali sulla scala temporale di una vita umana, quindi l'acqua deve essere reimmessa sottoterra per garantire un approvvigionamento continuo. Questo processo sembra essere ancora più sismico della produzione. Ci sono numerosi esempi di sciami di terremoti che accompagnano l'iniezione di acqua in pozzi, come a The Geysers, in California.
Altri materiali pompati sottoterra, tra cui anidride carbonica e gas naturale, causano anche attività sismica. Un recente progetto di stoccaggio del 25 percentuale del fabbisogno di gas naturale della Spagna in un vecchio giacimento petrolifero offshore abbandonato ha provocato l'immediato inizio di una vigorosa attività sismica con eventi fino alla magnitudo 4.3. La minaccia che questo rappresentava per la sicurezza pubblica richiedeva abbandono di questo progetto di $ 1.8 miliardi.
Cosa significa per il futuro
Oggigiorno, i terremoti indotti da grandi progetti industriali non incontrano più sorprese o addirittura negazioni. Al contrario, quando si verifica un evento, la tendenza potrebbe essere quella di cercare un progetto industriale da biasimare. In 2008, un terremoto della gamma 8 ha colpito la prefettura di Ngawa, in Cina, uccidendo persone 90,000, devastando le città 100 e distruggendo case, strade e ponti. L'attenzione si rivolse rapidamente alla vicina diga di Zipingpu, il cui serbatoio era stato riempito solo pochi mesi prima, anche se il collegamento tra il terremoto e il serbatoio non è ancora stato provato.
La minima quantità di stress da stress che gli scienziati pensano sia necessaria per indurre i terremoti si sta progressivamente attenuando verso il basso. La grande diga delle Tre Gole in Cina, che ora contiene 10 miglia cubiche di acqua, è già stata associata a terremoti di magnitudo 4.6 e è sotto attenta sorveglianza.
Agli scienziati vengono ora presentate alcune sfide entusiasmanti. I terremoti possono produrre un "effetto farfalla": piccoli cambiamenti possono avere un grande impatto. Così, non solo una pletora di attività umane carica la crosta terrestre con lo stress, ma solo piccole aggiunte possono diventare l'ultima goccia che fa traboccare il vaso, scatenando grandi terremoti che liberano lo stress accumulato caricato su faglie geologiche da secoli di processi geologici. Se o quando lo stress sarebbe stato rilasciato naturalmente in un terremoto è una domanda stimolante.
Un terremoto nella gamma 5 di magnitudini rilascia tanta energia quanto la bomba atomica sganciata su Hiroshima in 1945. Un terremoto di magnitudo della gamma 7 sprigiona tanta energia quanto la più grande arma nucleare mai testata, il test Tsar Bomba condotto dall'Unione Sovietica in 1961. Il rischio di indurre tali terremoti è estremamente ridotto, ma le conseguenze se dovesse accadere sono estremamente ampie. Ciò pone un problema di salute e sicurezza che potrebbe essere unico nell'industria per la dimensione massima del disastro che potrebbe, in teoria, verificarsi. Tuttavia, terremoti rari e devastanti sono un dato di fatto sul nostro pianeta dinamico, indipendentemente dal fatto che ci sia o meno attività umana.
Il nostro lavoro suggerisce che l'unico modo basato su prove per limitare la dimensione dei potenziali terremoti potrebbe essere quello di limitare la scala dei progetti stessi. In pratica, ciò significherebbe miniere più piccole e bacini idrici, meno minerali, petrolio e gas estratti dai campi, pozzi trivellati meno profondi e volumi più piccoli iniettati. Bisogna trovare un equilibrio tra la crescente necessità di energia e risorse e il livello di rischio accettabile in ogni singolo progetto.
Circa l'autore
Gillian Foulger, professore di geofisica, Università di Durham; Jon Gluyas,, Università di Durhame Miles Wilson, Ph.D. Studente nel Dipartimento di Scienze della Terra, Università di Durham
Questo articolo è stato pubblicato in origine The Conversation. Leggi il articolo originale.
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