De Zuid-Afrikaanse regering onderzoekt fracking om de enorme afhankelijkheid van steenkool voor energie te verminderen. Fracking houdt in dat vloeistoffen onder hoge druk in rotsformaties worden gepompt om olie- en gasreserves vrij te maken.

Schattingen voor gasvoorraden in de belangrijkste Karoo-regio van Zuid-Afrika lopen sterk uiteen. In opdracht van de overheid zijn enkele onderzoeken gedaan naar het potentieel voor schaliegas in het land. Deze omvatten een rapport over de technische gereedheid voor een schaliegasindustrie, een strategische milieubeoordeling over schaliegas en een meervoudig geschreven academisch boek over hydrofracturering in de Karoo. De overheid moet deze informatie nu integreren in het beleid en regelgeving ontwikkelen voor de fracking-industrie.

Milieugroeperingen en landeigenaren maken zich zorgen over de negatieve milieu- en sociale gevolgen van fracking. Ze zeggen dat het een impact kan hebben op de waterkwaliteit en -kwantiteit, en kan ook habitatfragmentatie en verlies veroorzaken. Ze maken zich ook zorgen over een mogelijke verhoogde seismiciteit in verband met de injectie van afvalwater in diepe bronnen en frackingsoperaties.

Ons onderzoek was bedoeld om te kijken naar het verband tussen aardbevingen en fracking. Het maakte deel uit van de kwetsbaarheidsmapping voor fracking in Zuid-Afrika. We ontdekten dat de gebieden met de grootste kwetsbaarheid voor seismische activiteit in verband met fracking zich in de delen van West-Kaap bevonden, Gauteng, Provincie Noordwest, Mpumalanga, KwaZulu-Natal en een van de buurlanden van Zuid-Afrika, Swaziland. Hoewel in veel van deze gebieden naar verwachting geen gas zal worden gevonden, ze zouden nog steeds gevoelig zijn voor de seismische effecten van fracken in het Karoo-bekken, de plaats van wat wordt verondersteld de grootste gasvoorraad van het land te zijn.

Seismische gevaren in Zuid-Afrika zijn niet hoog volgens internationale normen. Maar er kan aanzienlijke schade aan de infrastructuur ontstaan ​​als de seismische activiteit toeneemt.

Fracking en aardbevingen

Tijdens het fracken wordt een mengsel van water, zand en chemicaliën – bekend als frackingvloeistof – worden onder hoge druk in een put gepompt om gesteente te breken en koolwaterstoffen vrij te maken. Deze koolwaterstoffen worden bij de putmond gewonnen samen met afvalwater dat een mengsel van frackingvloeistof en formatiewater bevat. Het afvalwater kan worden afgevoerd door het ondergronds te injecteren via diepe putten.

Het is aangetoond dat zowel extractie als ondergrondse injectie van vloeistoffen aardbevingen veroorzaken. Maar de omvang van deze evenementen is onduidelijk; variërend van relatief kleine aardbevingen zoals de magnitude 2,3 in Blackpool, Engeland tegen de aardbeving met een kracht van 5,7 op de schaal van Richter in Praag, Oklahoma in november 2011.

Er zijn ten minste twee zorgwekkende seismische gebeurtenissen geweest met een magnitude gelijk aan of groter dan 7,0, beide in Gazli in Oezbekistan waar gas wordt onttrokken. Hoewel ze niet rechtstreeks aan fracking konden worden gekoppeld, ze vertoonden enkele kenmerken die verband houden met door fracking veroorzaakte aardbevingen.

Het verband tussen het pompen van afvalwater en seismische activiteit staat buiten kijf. Wetenschappers geloven, dat drie factoren verantwoordelijk zijn voor door fracking veroorzaakte of getriggerde seismische gebeurtenissen:

• de aanwezigheid en oriëntatie van tektonische fouten,
• toestand van spanningen in de ondergrond van de breuk, en
• de diepte en relatie tussen de fouten en het frackingproces als geheel.

Seismische activiteit in Zuid-Afrika

Seismische gegevens van gebeurtenissen in het verleden in Zuid-Afrika zijn onvolledig omdat het South African National Seismograph Network voornamelijk gebieden met mijngerelateerde seismische activiteit in de centrale en noordelijke delen van het land bewaakt.

De eerste seismische records werden gestart in 1620, maar deze bevatten aanzienlijke lacunes in de gegevens. Informatie over actieve storingen die aardbevingen kunnen veroorzaken is beperkt; daarom wordt normaal gesproken informatie uit vergelijkbare tektonische gebieden zoals Midden- en Oost-VS gebruikt.

Wat we wel weten is dat grote seismische gebeurtenissen – of aardbevingen – zeldzaam zijn in Zuid-Afrika. Dit komt omdat het land aan de binnenkant van een tektonische plaat ligt, een relatief rigide gebied dat stabieler is in vergelijking met andere plaatgrenzen.

Het land heeft in het verleden verschillende grote mijnbouwgerelateerde aardbevingen meegemaakt. Eén vond plaats in Stilfontein op 9 maart 2005; een andere nabij Orkney op 5 augustus 2014. Beide aardbevingen, met magnitudes 5,3 en 5,5 respectievelijk, waren krachtig genoeg om de omliggende infrastructuur te beschadigen.

De meest verwoestende aardbeving van tektonische oorsprong in Zuid-Afrika, het meten van magnitude 6,3, vond plaats van de Kaap bij St. Lucia op 31 december 1932. Op 29 september 1969 trof een aardbeving met een kracht van 6,3 steden in de Westkaap, het doden van 12 mensen en het veroorzaken van grote schade.

Seismisch gevaar in Zuid-Afrika

Het effect van fracken op het lokale seismische gebied kan worden gemeten door de seismiciteit eerder te analyseren, gedurende, en na het frackingproces.

Maar er is weinig kennis over geologische informatie voor de Karoo-regio waar fracking is voorgesteld. Figuur één toont de verdeling van seismisch gevaar in Zuid-Afrika. Dit betekent dat potentieel gevaarlijke storingen in de regio onopgemerkt blijven. Het is belangrijk om meer geologische en tektonische informatie te krijgen, evenals gegevens over de mate en diepte van het voorgestelde frackingproces in de regio. Dit zou ons kunnen vertellen welk seismisch effect we kunnen verwachten als gevolg van fracking.

Het is uiterst belangrijk om de lokale seismische activiteit te monitoren voordat het fracken begint om een ​​basislijn te creëren voor de specifieke locatie en de omliggende gebieden. Seismische monitoring voorafgaand aan exploratie zal helpen bij het identificeren van de locatie van fouten en de aard van het spanningsveld in gebieden waar dit momenteel onbekend is. Dit, gekoppeld aan seismische monitoring tijdens en na het fracken, kan wetenschappers helpen bij het uitvoeren van betrouwbare risicobeoordelingen om te helpen bij de juiste regelgeving.

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