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A diferencia de los terremotos convencionales de la misma magnitud, los terremotos de frecuencia híbrida recién identificados son más lentos y duran más.
"La inyección industrial de fluidos relacionada con la producción no convencional de petróleo y gas induce terremotos", explican la Dra. Rebecca Harrington, investigadora del Institut für Geologie, Mineralogie und Geophysik de la Ruhr-Universität Bochum, y sus colegas.
"Podría decirse que la percepción más común es que los eventos M4+ suelen ser el resultado de grandes volúmenes de fluidos relacionados con el vertido de aguas residuales, especialmente en el centro y el este de Estados Unidos".
"Sin embargo, los terremotos inducidos asociados a la inyección de fracturación hidráulica han desafiado recientemente la sabiduría convencional al generar sucesivamente terremotos de magnitud máxima cada vez mayores".
"Utilizando un conjunto sísmico de alta densidad que rodea un pozo de fracturación hidráulica activo en la formación Montney Shale, Columbia Británica, Canadá, informamos de un nuevo tipo de señal sísmica que puede representar una ruptura lenta relacionada con la inyección de fracturación hidráulica".
Con una red de ocho estaciones sísmicas alrededor del pozo de inyección, los investigadores registraron los datos sísmicos de 350 terremotos.
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| Área de estudio y terremotos con forma de onda de frecuencia híbrida (EHW): (a) actividad de fracturación hidráulica y sismicidad en el noreste de la Columbia Británica, Canadá; el recuadro superior derecho muestra la ubicación geográfica del área de estudio (rectángulo rojo); diamantes azules: pozos de inyección de fracturación hidráulica entre el 1 de enero de 2014 y el 31 de diciembre de 2016, informados por la Comisión de Petróleo y Gas de la Columbia Británica; puntos amarillos: terremotos durante el mismo periodo; estrellas: terremotos de 10 M 4-5 desde 2008; rectángulo negro: zona de estudio en la que se produjeron EHW; (b, c) comparación entre ejemplos representativos de un evento inducido típico (trazo negro) y un EHW (trazo morado); ambas formas de onda proceden de la componente vertical de la estación MG03 con una distancia fuente-estación comparable (1. 32 km frente a 1,65 km) y magnitudes (MW1,5); se marcan las llegadas P/S recogidas manualmente; la comparación de la forma del pulso P/S demuestra los pulsos relativamente más amplios de los EHW; (d, e) lo mismo que (b) y (c) pero para formas de onda registradas en la estación MG02; ambos eventos muestran duraciones de coda más largas con distancias epicentrales ligeramente mayores; nótese que aunque ambos tipos de eventos tienen duraciones de coda extendidas, el EHW contiene una proporción relativamente mayor de energía de baja frecuencia en la coda. Crédito de la imagen: Yu et al., doi: 10.1038/s41467-021-26961-x. |
Alrededor del 10% de los terremotos localizados resultaron mostrar características únicas que sugieren que se rompen más lentamente, de forma similar a lo que se había observado anteriormente sobre todo en zonas volcánicas.
"Recientemente, los modelos numéricos y los análisis de laboratorio han predicho un proceso en las fallas cercanas a los pozos de inyección que se ha observado en otros lugares en las fallas tectónicas", dijeron los científicos.
"El proceso, denominado deslizamiento asísmico, comienza como un deslizamiento lento que no libera ninguna energía sísmica".
"El deslizamiento lento también puede provocar un cambio de tensión en las fallas cercanas que hace que se deslicen rápidamente y provoquen un terremoto".
"La falta de energía sísmica del deslizamiento asísmico y el tamaño de las fallas implicadas hacen que sea difícil de observar en la naturaleza. Por lo tanto, los investigadores aún no han podido documentar ampliamente el deslizamiento asísmico con alguna asociación a los terremotos inducidos."
"Nuestro trabajo proporciona una evidencia indirecta de la carga asísmica, y una transición del deslizamiento asísmico al sísmico".
Los autores interpretan los terremotos lentos -denominados terremotos de forma de onda de frecuencia híbrida (EHW)- como una forma intermedia de terremoto convencional y deslizamiento asísmico, y, por tanto, como una prueba indirecta de que el deslizamiento asísmico también puede producirse en las proximidades de los pozos.
"Si comprendemos en qué momento el subsuelo reacciona al proceso de fracturación hidráulica con movimientos que no dan lugar a un terremoto y, en consecuencia, no causan daños en la superficie, lo ideal sería que pudiéramos utilizar esa información para ajustar el procedimiento de inyección en consecuencia", dijo el Dr. Harrington.
"Habíamos asumido que los terremotos inducidos se comportan como la mayoría de los demás terremotos y tienen aproximadamente la misma velocidad de ruptura de 2-3 km/seg."
"Pero no siempre parece ser así. Mientras que la sacudida de un terremoto convencional de magnitud 1,5 en nuestro conjunto de datos se había apagado después de unos siete segundos, un terremoto EHW de la misma magnitud siguió temblando durante más de diez segundos."
Fuentes, créditos y referencias:
Hongyu Yu, Rebecca M. Harrington, Honn Kao, Yajing Liu, Bei Wang. Fluid-injection-induced earthquakes characterized by hybrid-frequency waveforms manifest the transition from aseismic to seismic slip. Nature Communications, 2021; 12 (1) DOI: 10.1038/s41467-021-26961-x