Afvalwater dat ontstaat tijdens de olie- en gasproductie en wordt afgevoerd door diepe injectie in onderliggende rotslagen, is de waarschijnlijke oorzaak van een toename van aardbevingen in het zuiden van Kansas sinds 2013. een nieuw rapport in de Bulletin van de Seismologische Vereniging van Amerika concludeert.

tot 2013 aardbevingen waren bijna ongehoord in de provincies Harper en Sumner, de plaats van recente intensieve olie- en gasproductie. Maar tussen 2013 en 2016, 127 aardbevingen met een kracht van 3 of meer vonden plaats in Kansas, waarvan 115 in de provincies Harper en Sumner. Vóór 1973, er waren geen gevoelde aardbevingen gemeld in het gebied, en slechts één aardbeving met een kracht van 2,0 tussen 1973 en 2012.

Met behulp van gegevens verzameld door een netwerk van seismische stations geïnstalleerd door de U.S. Geological Survey, hoofdonderzoeker Justin Rubinstein en zijn collega's analyseerden 6, 845 aardbevingen die plaatsvonden in de provincies tussen maart 2014 en december 2016.

Ze ontdekten dat de dramatische stijging van de seismiciteit in tijd en locatie correleerde met een toename van de afvoer van afvalwater die in 2012 begon - en dat de afname van de seismiciteit gedurende die tijd ook overeenkwam met een afname van de afvoersnelheid.

Tussen 1974 en 2012 er waren geen aardbevingen met een kracht van 4 of meer in het studiegebied. Tussen 2012 en 2016, zes van dergelijke aardbevingen plaatsgevonden. "De kans dat deze snelheidsverandering willekeurig plaatsvindt, is ongeveer 0,16%, ' schrijven Rubinstein en collega's in de BSSA-studie.

Kansas had tussen 2013 en 2016 het op één na hoogste aardbevingspercentage over de hele staat in de centrale Verenigde Staten, komend achter Oklahoma, waar een vergelijkbare dramatische toename van seismische activiteit ook is gekoppeld aan afvalwaterinjectie.

In het zuidelijke studiegebied van Kansas, afvalwaterinjectie fors gedaald in 2015, daalde van gemiddeld 5 miljoen vaten per maand van juli tot december 2014 tot 3,8 miljoen vaten per maand in maart 2015. Deze daling was waarschijnlijk deels te wijten aan een daling van de olie- en gasproductie, aangezien de prijzen voor die grondstoffen daalden, zeiden de onderzoekers, merkt op dat de prijs van een vat olie tussen augustus 2014 en januari 2015 met de helft is gedaald.

In dezelfde tijd, de Kansas Corporation Commission heeft regels ontwikkeld om de injectie van afvalwater in het studiegebied te beperken, waarbij de regels in juli 2015 volledig van kracht zijn geworden. De afvalwaterinjectie in het studiegebied is met bijna 50 procent gedaald.

Er is een overeenkomstige afname van de seismiciteit in 2015, maar Rubinstein zei dat het moeilijk te zeggen is hoeveel economische verschuivingen of nieuwe regelgeving hebben bijgedragen aan die trend. "We kunnen het niet volledig ontwarren. Maar het lijdt geen twijfel dat economie hier een rol speelt, want de injectie begon af te nemen voordat de nieuwe regels van kracht werden."

"Het lijkt zeker waarschijnlijk dat regelgeving effect heeft, " hij zei, "maar we zouden met individuele [olie- en gas] operators moeten praten om de omvang van dat effect te bepalen."

De onderzoekers zeggen dat vloeistoffen die in de kristallijne rotskelder onder de olie- en gassites van Kansas worden geïnjecteerd, de druk in de rotsporiën verhoogden en de wrijving langs breuken verminderden om deze veroorzaakte aardbevingen te veroorzaken. Niet alle stortplaatsen voor afvalwaterinjectie hebben aardbevingen met zich meegebracht, merkte Rubinstein op. In sommige gevallen, de vloeistofdrukken kunnen mogelijk niet de diepten bereiken waar aardbevingen plaatsvinden, of er kunnen sommige plaatsen in de rotskelder zijn die gevoeliger zijn dan andere voor vloeistofeffecten.

Het is ook moeilijk om te weten hoe lang deze spanningen aardbevingen kunnen blijven veroorzaken, hij voegde toe. Seismiciteit gerelateerd aan een injectieput in Youngstown, Ohio in 2013 duurde slechts een paar weken, terwijl de vloeistofinjectie bij Rocky Mountain Arsenal in Colorado in 1966 stopte, maar de aanzienlijke seismische activiteit in het gebied duurde tot de jaren tachtig.

"Het is moeilijk te zeggen hoe lang het zal duren, aangezien we in Kansas kijken naar een veel hogere injectiesnelheid dan op de plaatsen waar de seismische activiteit snel afnam, en veel, nog veel meer putten, "zei Rubinstein. "Als ze alle injecties stoppen, het verval kan nog jaren duren, gewoon omdat er zo'n dramatische verandering is geweest in het regionale drukveld."

Rubinstein zal in Kansas blijven werken om meer te weten te komen over de vraag of seismologen consequent voorschokken en aardbevingszwermen in het seismische record kunnen zien. "We hebben daar een ongelooflijk netwerk, en een van de best gedocumenteerde gevallen van geïnduceerde seismische activiteit met openbaar beschikbare seismische gegevens, " hij zei.