De reeks van 34 kleine aardbevingen tussen april 2018 en mei 2019 vond plaats binnen 10 km van twee actieve oliewinningslocaties in Brockham en Horse Hill in Surrey.

Veel inwoners van Newdigate, Dorking, Horley en Charlwood in Surrey, en Crawley en Horsham in West Sussex, voelde de grootste aardbeving, die een kracht van 3,2 bereikte.

Omdat de Britse eilanden niet langs grenzen liggen die twee tektonische platen scheiden, aardbevingen die door mensen worden gevoeld, zijn relatief zeldzaam - dus er was bezorgdheid dat de zwerm werd veroorzaakt door nabijgelegen boringen en winning.

Nutsvoorzieningen, de eerste diepgaande studie van de bevingen door Imperial, de Universiteit van Bristol, en de British Geological Survey (BGS), heeft aangetoond dat er geen direct verband bestaat tussen oliewinning en aardbevingen in de regio.

De auteurs geloven daarom dat natuurlijke oorzaken achter de aardbevingen zaten, die plaatsvond in de buurt van Gatwick Airport in West Sussex.

Hoofdauteur Dr. Stephen Hicks, van Imperial's Department of Earth Science and Engineering, zei:"De bevingen lijken op natuurlijke wijze te hebben plaatsgevonden, en onze bevindingen suggereren dat hun nabijheid tot oliewinningssites waarschijnlijk toeval is."

De krant is vandaag gepubliceerd in Seismologische onderzoeksbrieven .

Aanwijzingen in de grond

Tijdens de vroege stadia van de zwerm, de onderzoekers installeerden seismometers - instrumenten die grondtrillingen meten - rond de getroffen gebieden]. De zeer gevoelige apparaten volgden de timing, sterke punten, en verspreiding van aardbevingen.

De onderzoekers gebruikten ook aardbevingsgegevens van bestaande sensoren in de huizen van burgers, bekend als 'RaspberryShakes', die sinds eind 2017 'luisterde' naar seismische activiteit in het gebied.

Op basis van gegevens van de seismometers, het onderzoeksteam onderzocht een verscheidenheid aan eigenschappen van de aardbevingen in Surrey en vergeleek ze met eerdere die werden veroorzaakt door zowel menselijke activiteiten als door natuurlijke oorzaken in het VK en elders.

De meeste natuurlijke aardbevingen in het VK veroorzaken rotsen aan weerszijden van zwakke plekken in de grond, bekend als fouten, horizontaal te bewegen. In tegenstelling tot, aardbevingen veroorzaakt door oliewinning zorgen ervoor dat rotsen aan weerszijden van fouten verticaal bewegen.

De onderzoekers ontdekten dat de Surrey-zwermbevingen oude fouten horizontaal verplaatsten, wat aangeeft dat de aardbevingen waarschijnlijk zouden hebben plaatsgevonden ongeacht de nabijgelegen oliewinning.

Van de BGS-seismometers, de onderzoekers ontdekten tussen 2018 en 2019 168 kleine aardbevingen. De eerste cluster van aardbevingen vond plaats in april 2018, lang na oliewinningstests in 2016, maar ruim voor verdere uitgebreide tests vanaf juli 2018, toe te voegen aan het bewijs dat ze van nature werden veroorzaakt.

Dr. Hicks zei:"De grondtrillingen die zijn geregistreerd bij aardbevingen, geven aanwijzingen die wijzen op de oorzaak ervan. Er zijn wereldwijd steeds meer voorbeelden van menselijke activiteit die aardbevingen veroorzaakt, maar het kan moeilijk zijn om erachter te komen welke nieuwere gevallen natuurlijk zijn, en die door de mens zijn veroorzaakt."

Correlaties

De onderzoekers keken ook naar de afstand tussen de aardbevingen en de winningslocaties. In plaats van rond de winningslocaties te clusteren, de bevingen werden verspreid in een dichte cluster op meer dan 3 km afstand van de winningslocaties.

Dit gebied, zei dr. Hicks, is te ver weg om de aardbevingen te koppelen aan oliewinning. Hij zei:"Het zou ongekend zijn als dit soort en schaal van oliewinning locaties meer dan een kilometer verderop zou treffen."

Het team onderzocht ook de diepte waarop de bevingen plaatsvonden. Om dit te doen, ze vergeleken de locaties van de aardbevingen met afbeeldingen van rotslagen onder het gebied. De afbeeldingen zijn gemaakt door de reflectie van geluidsgolven van elke laag te meten (zie figuur 3).

Ze ontdekten dat hoewel de aardbevingen in Surrey ondiep waren (ongeveer 2,5 km diep), ze kwamen dieper voor dan rotsformaties waaruit olie wordt gewonnen (minder dan 1 km diep).

Het artikel is het eerste onderzoek dat gebruik maakt van zeer nauwkeurige gegevens en modellering om de oorzaak van de Surrey-zwerm te onderzoeken. De onderzoekers weten niet zeker waarom de zwerm plotseling ontstond in een van de minst seismisch actieve gebieden van het VK - en het is momenteel niet mogelijk om natuurlijke aardbevingen te voorspellen.

De auteurs zeggen dat de zwerm, zoals de meeste natuurlijke aardbevingen in het VK, zou kunnen zijn veroorzaakt door een voortdurende botsing van de Afrikaanse en Euraziatische tektonische platen in de Middellandse Zee - de dichtstbijzijnde plaatgrens van het VK - die de korst benadrukt en aardbevingen veroorzaakt in heel Europa.

Dr. Hicks zei:"Dit is niet de eerste keer dat aardbevingen schijnbaar uit het niets en zonder menselijke inbreng komen. Decennia van instrumentale opnames en honderden jaren van historische verslagen van aardbevingen laten zien dat soortgelijke seismische zwermen eerder in het VK hebben plaatsgevonden als gevolg van langdurige term tektonische spanningen en zonder duidelijk verband met menselijke activiteiten."

Van industriële activiteiten is bekend dat ze in het verleden aardbevingen hebben veroorzaakt, bekend als 'geïnduceerde seismiciteit'. In de meeste van deze gevallen, aardbevingen worden veroorzaakt door het injecteren van vloeistoffen voor hydraulisch breken (fracking) of verwijdering van afvalvloeistoffen. Aangezien fracken momenteel niet plaatsvindt in Surrey of Sussex, deze studie richtte zich op conventionele oliewinning, waarin een dergelijke grootschalige injectie van vloeistof niet plaatsvindt.

Dr. Hicks voegde toe:"Als oliewinning de aardbevingen veroorzaakte, toen deed het dat door een mechanisme dat nog nergens anders ter wereld is gemeld."

De onderzoekers blijven de aardbevingen in het gebied de komende tijd volgen. Dr. Hicks zei:"Hoe meer gegevens we hebben, hoe meer we weten over de oorzaken en gevolgen van deze aardbevingen. Wie weet welke aanwijzingen uit de grond we in de toekomst nog oppikken."