Op 3 sept. 2016, een aardbeving met een kracht van 5,8 op de schaal van Richter trof net ten noordwesten van Pawnee, Oklahoma, het veroorzaken van matige tot ernstige schade in gebouwen in de buurt van het epicentrum. Het was de grootste ooit gemeten in de staat.

De aardbeving in Pawnee volgde op de dramatische toename van seismische gebeurtenissen in het midden van de Verenigde Staten vanaf 2009, verband houden met de toename van het lozen van ondergronds afvalwater door olie- en gasbedrijven. Deze en andere gebeurtenissen in het gebied leidden tot bezorgdheid bij het publiek en leidden ertoe dat overheidsinstanties injectieputten moesten sluiten en nieuwe voorschriften met betrekking tot afvalwaterinjecties hebben vastgesteld.

Hoewel door de mens veroorzaakte aardbevingen al meer dan een eeuw worden gedocumenteerd, hun toenemend aantal dat wereldwijd wordt gerapporteerd, heeft veel wetenschappelijke, sociale en politieke aandacht. Dergelijke aardbevingen houden verband met industriële activiteiten zoals mijnbouw, bouw van waterdammen, injectie van vloeistoffen zoals afvalwater en kooldioxide, en winningen in verband met olie- en gaswinning.

Met de steeds toenemende vraag naar energie- en mineralenvoorraden wereldwijd, het aantal door de mens veroorzaakte aardbevingen zal naar verwachting de komende jaren toenemen. Enkele van de grootste en meer destructieve aardbevingen van de afgelopen jaren zijn gerelateerd aan door de mens veroorzaakte activiteiten, zoals de aardbeving in Wenchuan (China) met een kracht van 7,9 op de schaal van Richter in 2008 en de aardbeving in Nepal met een kracht van 7,8 op de schaal van Richter in 2015.

In de meeste gevallen veroorzaken industriële activiteiten geen aardbevingen. Maar dit wordt problematisch wanneer dergelijke activiteiten dicht bij actieve fouten liggen. In dit geval, zelfs kleine spanningen onder de grond veroorzaakt door door de mens veroorzaakte activiteiten kunnen fouten destabiliseren, aardbevingen veroorzaken.

Defecte vloeistofinjecties

dergelijke spanningen, zoals vloeistofinjecties, zijn zelfs in staat om over grote afstanden in de aardkorst te migreren, kan aardbevingen dagen veroorzaken, maanden of zelfs jaren na de injectie.

Bovenstaande figuur laat zien dat aangezien de vloeistofdruk aan de bovenkant van de put Basel 1 (paarse lijn) toenam tijdens injectie, de geïnduceerde seismische snelheid nam ook toe (blauwachtige balken). In de onderste figuur, de gemiddelde kwadratische afstand van de geïnduceerde aardbevingen van de put wordt weergegeven, wat de complexe voortplanting van seismiciteit weg van de put in de tijd aangeeft. De grootste aardbevingen (magnitude groter dan 3, weergegeven met sterren) vond plaats nadat de injectie was beëindigd.

dergelijke problemen, samen met het algemene gebrek aan kennis van de exacte spanningen en defecte omstandigheden onder de grond, maken dergelijke aardbevingen moeilijk te voorspellen of te beheersen.

In Europa, waar de bevolkingsdichtheid hoger is dan in de Verenigde Staten, de publieke bezorgdheid over door de mens veroorzaakte aardbevingen is groter. In het bekende geval van Bazel, Zwitserland, die in 2006 plaatsvond, ongeveer 11, Om de winning van aardwarmte mogelijk te maken, werd 500 kubieke meter water onder hoge druk in een 5 km diepe put geïnjecteerd. Tijdens de injectiefase meer dan 10, 000 aardbevingen werden veroorzaakt, waaronder enkele sterke gebeurtenissen die in Bazel zelf werden gevoeld. Deze leidden tot publieke bezorgdheid en woede, wat leidde tot de beëindiging van het project en tot meer dan $ 9 miljoen aan schadeclaims.

Het werk van de natuur

In Zuid-Europa, met een hoger risico op natuurlijke aardbevingen, de publieke tolerantie voor geïnduceerde aardbevingen als gevolg van industriële activiteiten is zelfs nog beperkter. De dodelijke aardbeving in Emilia (Italië) in 2012 werd een onderwerp van aanhoudend openbaar debat en politieke discussie, gebaseerd op de nabijheid van de epicentra van de aardbeving tot een olieveld.

De Italiaanse regering heeft een internationale commissie ingesteld om te onderzoeken, en hoewel er geen duidelijk verband werd gevonden tussen regionale seismische activiteit en oliewinning, een werd ook niet uitgesloten. Andere studies concludeerden dat de aardbevingen een natuurlijke gebeurtenis waren.

Een ander recent geval is dat van het Castor-project, een ondergrondse offshore gasopslagfaciliteit in de Golf van Valencia, Spanje. Het project van 2 miljard dollar werd in 2014 door de Spaanse regering stopgezet na een uitbarsting van regionale aardbevingen onmiddellijk na de start van de gasinjectieoperaties. en de publieke bezorgdheid die daarop volgde.

De bovenstaande Europese seismische gevarenkaart toont de meest seismisch gevaarlijke gebieden in Europa, gemeten aan de hand van de piekgrondversnelling (PGA) die kan worden verwacht tijdens een aardbeving, met een waarschijnlijkheid van 10% om over 50 jaar te worden bereikt of overschreden. Groen geeft relatief lage gevarenwaarden van PGA onder 0,1 g aan; geel tot oranje vertonen een matig gevaar, tussen 0,1 tot 0,25 g; en rood identificeren gebieden met een hoog risico met een PGA van meer dan 0,25.

De uitdagingen die voor ons liggen

De vorige gevallen illustreren enkele van de komende uitdagingen waarmee door de mens veroorzaakte aardbevingen het hoofd moeten worden geboden. Het vermogen om onderscheid te maken tussen natuurlijke en door de mens veroorzaakte aardbevingen kan moeilijk of zelfs onmogelijk zijn, vooral in seismisch actieve gebieden, terwijl in andere gevallen het risico van industriële activiteiten aanzienlijk wordt onderschat. Dergelijke problemen vormen nieuwe uitdagingen voor risicobeperking en economische groei, vooral in seismisch actieve regio's zoals Zuid-Europa.

De afbeelding hierboven illustreert de boor- en winningsoperaties die kunnen plaatsvinden in de buurt van of binnen seismisch actieve gebieden, het risico op het activeren van fouten en/of het versnellen van het optreden van aardbevingen die zich anders ergens in de toekomst van nature zouden voordoen, vergroten.

Om dergelijke gevaren aanzienlijk te verminderen, Er zijn voorschriften vereist, waaronder risicomodellering en beoordeling vóór en tijdens industriële activiteiten die regionale stressvelden kunnen verstoren. Dergelijke voorschriften zijn onlangs uitgevaardigd in Noord-Amerika, inclusief Californië, Oklahoma, Ohio en Texas, evenals in en Canada. In Europa, de EU heeft dergelijke verordeningen nog niet uitgevaardigd, maar er zijn richtlijnen opgesteld in sommige landen die te maken hebben gehad met geïnduceerde aardbevingen, inclusief Nederland, Zwitserland, het VK, Duitsland, Frankrijk en Italië.

In aanvulling, communicatiecampagnes die het publiek informeren over de economische voordelen en de risico's die dergelijke industriële activiteiten kunnen hebben, moet ook naar voren komen. Dergelijke maatregelen zullen zorgen voor een effectieve beperking van het bijbehorende risico en de duurzaamheid van het industriële project.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees het originele artikel.