Durante la última década, las personas que viven en el centro de los EE. UU. Experimentaron muchos más terremotos de tamaño pequeño a moderado que nunca. Por ejemplo, aunque Oklahoma se encuentra lejos de los límites entre las placas tectónicas, la actividad sísmica comenzó a aumentar allí alrededor del año 2009 y alcanzó su punto máximo durante 2015 y principios de 2016. Antes de 2009, Oklahoma generalmente experimentaba solo uno o dos pequeños terremotos con una magnitud superior a 3.0 por año. Para 2015, ese número había aumentado a más de 900 terremotos al año, 30 de los cuales tenían una magnitud de momento superior a 4.0 (que es lo suficientemente fuerte como para causar la ruina). Un terremoto con una magnitud de 5,7 se produjo cerca de la ciudad de Praga, Oklahoma, en 2011 en una falla preexistente y causó graves daños a varias casas y edificios escolares. Durante los últimos seis años, más de 1,Se documentaron 500 informes de eventos de temblores destructivos en áreas anteriormente pacíficas. Ese aumento de la sismicidad probablemente fue provocado por actividades industriales humanas. Aproximadamente ocho millones de personas vivían en las áreas con aumento de terremotos y los funcionarios responsables de la seguridad pública querían comprender las razones del aumento y las amenazas potenciales para la sociedad.
Causas de terremotos inducidos.
Los científicos de la Tierra asumieron el desafío de comprender mejor los terremotos inducidos. La evidencia científica había demostrado que algunos terremotos fueron causados por actividades industriales humanas, principalmente por eliminación mediante inyección de aguas residuales saladas extraídas con petróleo y gas en pozos de producción. Se pensaba que la mayoría de los terremotos inducidos fueron generados por cambios en la presión del fluido cerca de fallas profundas preexistentes. Los fluidos de aguas residuales en pozos de eliminación profundos a menudo se ubicaban a más de una milla bajo tierra y la eliminación de aguas residuales aumentaba la presión sobre los fluidos que ya ocupaban el espacio poroso. Ese aumento de presión soltó o debilitó la falla, lo que facilitó la ocurrencia de un terremoto.
Esa hipótesis que explica la causa de los terremotos inducidos fue validada en un experimento de 1969 en Rangely, Colorado, en el que la presión del fluido en un depósito se elevó y disminuyó mediante bombeo. Los terremotos se volvieron más frecuentes cuando aumentaron las presiones, como predijo la hipótesis, y raros cuando se redujeron las presiones. La fracturación hidráulica (fracking), un proceso de recuperación de gas y petróleo que utiliza la inyección de fluidos para abrir fisuras en la roca y permitir que el gas atrapado o el petróleo crudo fluya a través de una tubería hasta un cabezal de pozo en la superficie, también causó terremotos y se descubrió que ser la causa principal de los terremotos inducidos en la Columbia Británica y el oeste de Alberta, así como en algunos sitios en los EE. UU. El fracking mismo, sin embargo, no fue la causa principal de la actividad sísmica inducida en Oklahoma y varios otros lugares de los EE. UU.donde los terremotos se debieron principalmente a la inyección de aguas residuales. Un notable terremoto de extracción de fluidos, un evento de magnitud 4.8, tuvo lugar en octubre de 2011 cerca de Fashing, Texas. Otros terremotos inducidos fueron provocados por el llenado de embalses en Nevada y Carolina del Sur. En la mayoría de los casos, estas actividades industriales no estimulan los terremotos. Las tasas y volúmenes de inyección de fluidos, las orientaciones de las fallas, las tensiones acumuladas y las propiedades de las rocas deben ser óptimas para inducir terremotos.Las orientaciones de las fallas, las tensiones acumuladas y las propiedades de las rocas deben ser óptimas para inducir terremotos.Las orientaciones de las fallas, las tensiones acumuladas y las propiedades de las rocas deben ser óptimas para inducir terremotos.
Los científicos habían estudiado fallas y terremotos naturales e inducidos para comprender y predecir mejor los tamaños y ubicaciones de futuros terremotos inducidos. La magnitud o tamaño del terremoto está relacionada con el área que se rompe en la falla. Los científicos examinaron los registros de varios ejemplos de terremotos naturales históricos que habían ocurrido durante los últimos 300 años en el centro y este de los Estados Unidos, incluido un evento de magnitud 7.3 en 1886 cerca de Charleston, Carolina del Sur, y la serie de sacudidas de aproximadamente magnitud 7.5 que se produjeron en 1811–12 cerca de New Madrid, Missouri. Los terremotos en el este de América del Norte ocurrieron en forma de enjambres de actividad sísmica en fallas no reconocidas en el centro de Virginia, este de Tennessee, este de Canadá y Nueva Inglaterra. Muchos de esos eventos son anteriores a las actividades industriales y, por lo tanto, lo más probable es que no estén relacionados con las actividades humanas.En los últimos años, los científicos habían debatido si los terremotos inducidos podrían desencadenar grandes terremotos en fallas antiguas cercanas en las que las tensiones acumuladas estaban listas para ser liberadas. El terremoto de 2011 en Praga, Oklahoma, respondió a esa pregunta al demostrar que los terremotos de magnitud 5,7 podrían romperse en fallas largas preexistentes. Por lo tanto, la presencia de fallas antiguas fue un factor importante para pronosticar con precisión el tamaño de un terremoto. Sin embargo, el tamaño y la ubicación de las fallas seguían siendo poco conocidas en muchos lugares del centro y este de los EE. UU., Como Oklahoma, y el Servicio Geológico de EE. UU., Otras agencias estatales y federales e instituciones académicas estaban realizando esfuerzos científicos y en asociación con la industria del petróleo para identificar las ubicaciones de aquellas que eran potencialmente las más peligrosas.
El evento de Praga de 2011 fue el terremoto inducido más grande registrado en los EE. UU. Hasta que ocurrió un terremoto de magnitud 5.8 en 2016 cerca de Pawnee, Oklahoma, que puede haber sido inducido. Sin embargo, se observaron terremotos inducidos más fuertes en otros lugares. Cerca de Koynanagar, India, en 1967, se sospechaba que un temblor devastador de magnitud 6,3 había sido provocado por altos niveles de agua almacenada en un depósito, y la actividad de extracción de gas en Uzbekistán fue probablemente la causa de los dañinos terremotos naturales de magnitud 7,0 en 1976. y 1984. Estos datos sugirieron que eran posibles terremotos inducidos más grandes que el de Praga. Además, los geólogos reconocieron fallas y rupturas de terremotos prehistóricos generados por terremotos de magnitud 7.0 en Oklahoma y Colorado. Estudios de terremotos en interiores continentales fuera de EE. UU.mostró que tales terremotos naturales grandes eran posibles lejos de los límites de las placas. Muchos científicos creían que los terremotos inducidos también podrían desencadenar grandes terremotos en fallas antiguas no descubiertas. Sin embargo, si resultara un evento inducido con una magnitud mayor a 5.6, sería más probable que tuviera una magnitud más cercana a 6.0 que a 7.0, similar a los terremotos inducidos en regiones análogas.
Aumento del riesgo de terremotos.
Tanto los terremotos inducidos como los naturales provocan niveles similares de sacudidas del suelo. Sin embargo, en comparación con los terremotos naturales, los terremotos inducidos suelen ser menos profundos y es posible que no sacudan el suelo tan violentamente lejos del epicentro del terremoto. Aunque se habían observado diferencias sutiles en la agitación entre los dos tipos, se necesitaba más investigación para comprender esas propiedades de agitación.
Las proyecciones de temblores del suelo realizadas por el Servicio Geológico de EE. UU. Indicaron que los terremotos inducidos aumentaron el peligro en Oklahoma y otros lugares donde los procesos industriales influyen en las tensiones dentro de la tierra, como se muestra en el pronóstico de un año de 2016 para terremotos inducidos y naturales. El cálculo del peligro requería información sobre dónde y con qué frecuencia podrían ocurrir los terremotos, su tamaño máximo y los niveles probables de temblores del suelo. Para pronosticar la frecuencia de terremotos inducidos de 2016, los científicos consideraron en gran medida la frecuencia de terremotos de 2015, utilizaron la teoría sismológica estándar, y se espera que los terremotos inducidos más grandes tengan generalmente una magnitud menor o igual a 6.0 y aplicaron un nuevo modelo de movimiento del suelo que proporcionó mejores estimaciones de sacudidas para terremotos poco profundos.
Los resultados revelaron que Oklahoma, Kansas, Texas, Arkansas, Nuevo México y Colorado tenían una probabilidad de más de 1 entre 100 de sufrir daños por temblores durante 2016, y las probabilidades más altas (aproximadamente 1 de cada 10) ocurrieron en partes del norte de Oklahoma y el sur de Kansas. . Se demostró que los terremotos inducidos proyectados por el pronóstico eran bastante capaces de causar la ruina en esa región si la actividad industrial continuaba sin cesar. Sobre la base de esas proyecciones, pocos se sorprendieron cuando un terremoto de magnitud 5.1 golpeó cerca de Fairview, Oklahoma, el 13 de febrero.
La frecuencia de los terremotos en esa región, sin embargo, pareció disminuir entre 2015 y 2016. Durante la primera mitad de 2016, el número de terremotos que ocurrieron cerca de Irving y Dallas, por ejemplo, disminuyó de aproximadamente cuatro eventos de magnitud 3.0 o mayor a cero. Esa reducción podría estar relacionada con el precio del petróleo (que cayó significativamente en 2015 y 2016, reduciendo así la extracción y la inyección de aguas residuales) y las acciones regulatorias que disminuyeron el volumen de aguas residuales que se bombea a pozos profundos. Los datos iniciales brindaron la esperanza de que las tasas de terremotos inducidos continuarían disminuyendo en 2016; sin embargo, las actividades de inyección continuaron en áreas con altas tasas de sismicidad y no se sabía si los volúmenes de inyección más bajos eliminarían los terremotos inducidos o simplemente los retrasarían.
Si bien los aumentos en la frecuencia de los terremotos inducidos fueron más notables en el centro de los EE. UU., También se habían observado terremotos inducidos en varios sitios de California, incluidos los géiseres y las áreas de energía geotérmica del Coso. Además, un estudio de 2015 mostró cambios menores en las tasas de terremotos en el sur de California y señaló que podría estar ocurriendo actividad inducida adicional cerca de sitios con actividades de extracción de petróleo. Dado que la tasa de terremotos naturales en esa área fue mucho más alta que la del centro de los Estados Unidos, fue más difícil identificar qué terremotos fueron inducidos y cuáles fueron naturales. Los científicos continuaron investigando los terremotos inducidos para mitigar mejor los efectos futuros de los terremotos.
Mark D. Petersen
