Hoewel afvalwaterafvoer sinds 2013 de belangrijkste drijvende kracht is achter de toegenomen aardbevingsactiviteit in het zuiden van Kansas, een nieuwe studie concludeert dat de verwijdering de oriëntatie van stress in de aardkorst in de regio niet significant heeft veranderd.

Activiteiten zoals de afvoer van afvalwater kunnen de poriedruk veranderen, vorm en grootte binnen gesteentelagen, op manieren die ervoor zorgen dat nabijgelegen fouten tijdens een aardbeving falen. Aangenomen wordt dat deze effecten de oorzaak zijn van de meest recente geïnduceerde aardbevingen in het midden en oosten van de Verenigde Staten.

Het is mogelijk, echter, dat menselijke activiteit ook kan leiden tot aardbevingen door de oriëntatie van spanningen die op fouten in de regio werken te veranderen, zei U.S. Geological Survey-seismoloog Robert Skoumal, die co-auteur was van de studie in Seismologische onderzoeksbrieven met USGS-seismoloog Elizabeth Cochran.

"Aangezien we geen bewijs zien voor een significante spanningsrotatie [in de regio], we denken dat de meeste aardbevingen in het zuiden van Kansas het gevolg zijn van veranderingen in poriedruk of porelastische effecten in plaats van door spanningsrotaties, ' zei Skoumal.

Een manier waarop onderzoekers meer kunnen leren over de oriëntatie van het spanningsveld in gesteentelagen waar vloeistof breuken in het gesteente opvult, is door middel van een seismisch golfeffect dat afschuifgolfsplitsing wordt genoemd. Sommige van de schuifgolven die door de rots reizen, bewegen evenwijdig aan open breuken en zijn daarom sneller, terwijl andere loodrecht op de breuken bewegen en een lagere snelheid hebben. Het schatten van de richting van de snelle golven kan helpen bij het bepalen van de oriëntatie van het spanningsveld.

Een eerder onderzoek naar het splitsen van dwarsgolven in het zuiden van Kansas schatte een rotatie van 90 graden in de snelle richting vanaf 2015, die de auteurs van het onderzoek toeschreven aan verhoogde porievloeistofdrukken van afvalwaterafvoer. Echter, de rotatie viel samen met een verandering in de stations die werden gebruikt om de schuifgolven te observeren.

Skoumal en Cochran besloten de spanningsveranderingen in het zuiden van Kansas opnieuw te bekijken als onderdeel van een grotere inspanning om spanning in rotsreservoirs te karakteriseren zonder dure boorgaten te hoeven boren. Toen ze shear wave-splitsing analyseerden met behulp van hoogwaardige gegevens verzameld van een stabiel lokaal seismisch netwerk, ze ontdekten dat de regionale stressoriëntatie relatief constant bleef tussen 2014 en 2017.

De geologische omstandigheden van een afvalwaterreservoir kunnen van invloed zijn op de vraag of injectie de spanningsoriëntatie kan veranderen, merkte Skoumal op. Het meeste afvalwater dat in het zuiden van Kansas werd geïnjecteerd, ging naar rotslagen die de Arbuckle Group worden genoemd. "die onder druk staat - vloeistof kan worden 'ingeschonken' zonder dat er een pomp nodig is, "Skoumal zei, opmerkend dat poriedrukken snel kunnen diffunderen in het zeer permeabele gesteente.

Er zijn geen meldingen van significante spanningswisselingen als gevolg van afvalwaterafvoer, de auteurs merken op, wat suggereert dat het ofwel niet een veel voorkomend verschijnsel is, de spanningsrotaties zijn kleiner dan met de huidige methoden kan worden gedetecteerd, of dat het fenomeen niet genoeg is bestudeerd. Tot voor kort, seismische instrumentatie is schaars op veel plaatsen waar de afvoer van afvalwater het afgelopen decennium sterk is toegenomen.

"Het documenteren van stressoriëntaties is al een uitdaging in deze regio's, en het karakteriseren van veranderingen in die spanningen in de loop van de tijd is een nog grotere uitdaging, " zei Skoumal. "In de gebieden waar we hebben gekeken, we hebben geen overtuigend bewijs gezien voor significante stress-rotaties als gevolg van afvalwaterafvoer."