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Científicos del Laboratorio Nacional de Los Álamos han desarrollado un método para determinar la orientación de las tensiones mecánicas en la corteza terrestre sin depender de los datos de los terremotos o las perforaciones. Este método es menos costoso que los enfoques actuales, podría tener una amplia aplicabilidad en geofísica y proporcionar una visión de las regiones continentales que carecen de información geológica histórica.
"Utilizamos el comportamiento elástico no lineal de las rocas y aplicamos una nueva técnica para controlar la orientación del máximo esfuerzo de compresión horizontal en rocas de algunas zonas de Oklahoma y Nuevo México", dijo Andrew Delorey, de Los Álamos. "La orientación de ese esfuerzo de compresión horizontal máximo revela qué fracturas de la roca estarán activas".
Se seleccionó el centro-norte de Oklahoma porque la actividad sísmica inducida ha sido constante en la región tras décadas de inyección de aguas residuales procedentes de operaciones de petróleo y gas. Esa actividad sísmica se produce en fallas orientadas de forma óptima en el campo de tensión regional. Se seleccionó el centro-norte de Nuevo México para comparar los resultados con un entorno geológico a caballo entre una grieta continental que separa la meseta del Colorado de una sección estable de la corteza terrestre.
Los científicos determinaron que la tierra y las rocas se vuelven más rígidas cuando se comprimen y más blandas
cuando se extienden, pero este efecto no es instantáneo. El ritmo es más
rápido en la orientación en la que el campo de tensión ambiental es más
compresivo. Midiendo esta tasa en diferentes orientaciones, los
científicos pueden determinar la orientación en la que la tensión
ambiental es más compresiva.
La determinación de la orientación de la tensión geofísica, o la dirección de la máxima tensión de compresión horizontal, suele realizarse mediante la perforación de pozos estrechos y profundos. Sin embargo, la perforación de pozos es cara y solo proporciona un único punto de datos.
Además, en vastas regiones, los datos geofísicos simplemente no se han recogido porque son demasiado caros. Este método ofrece una alternativa.
Su enfoque podría ser esencial para la industria del petróleo y el gas, que trata de evitar los peligros y optimizar la producción. En el caso de la fracturación hidráulica, las fracturas se abrirán en la dirección de la tensión de compresión horizontal mínima, que los científicos pueden determinar ahora antes de cualquier perforación.
"Estimación de la orientación de la tensión en la corteza terrestre sin datos sísmicos o de perforación", de Andrew A. Delorey, Christopher W. Johnson y Paul A. Johnson y Götz Bokelmann, de la Universidad de Viena, se publicó en septiembre en la revista "Communications Earth and Environment" de Nature.
Fuentes, créditos y referencias:
Andrew A. Delorey et al, Estimation of the orientation of stress in the Earth's crust without earthquake or borehole data, Communications Earth & Environment (2021). DOI: 10.1038/s43247-021-00244-1
Imagen: Los científicos de Los Álamos han desarrollado un método para controlar la orientación de la tensión terrestre para las vastas regiones que carecen de datos de un terremoto. Crédito: Dreamstime