lunedì 29 luglio 2013

Terremoti di origine antropica 2: rapporti fra grandi terremoti tettonici e terremoti da reiniezione di liquidi



Ricordate il “clamoroso” terremoto del 4 Aprile 2011 a largo dell'Indonesia? Lo definisco “clamoroso” per una serie di caratteristiche strane:
- per molti studiosi una magnitudo simile – 8.2 – non poteva essere raggiunta per un meccanismo trascorrente
- questo evento si è scatenato all'interno della placca Indo – australiana e non al suo limite
Ma c'è un particolare in più e sconosciuto a più: un generale aumento della sismicità in tutto il mondo nelle due settimane successive.
E cosa c'entra lo strano terremoto indonesiano del 2011 con i “terremoti di origine antropica”? Semplice: un'altra caratteristica di questi terremoti indotti dall'attività antropica è che in qualche modo l'attività sismica aumenta dopo terremoti piuttosto importanti avvenuti anche a grandissima distanza. È successo anche per i giorni successivi al terremoto cileno del 2009 e di quello giapponese del 2011. Tutti questi eventi sono caratterizzati da una Magnitudo maggiore di 8.5

TERREMOTI ANTROPICI DA REINIEZIONE DI FLUIDI

Innanzitutto ricordo che questi terremoti, come ho scritto nel post precedente, non creano nuove faglie ma interessano faglie preesistenti, in molti casi negli USA faglie completamente “fuori servizio” anche da centinaia di milioni di anni: una faglia, anche se inattiva, rimane pur sempre una superficie di debolezza, e quando a causa dei fluidi iniettati la pressione dei fluidi nei pori arriva ad un valore tale da vincere l'attrito grazie al quel rimane ferma, la faglia si riattiva.
Il fracking genera una grande quantità di liquidi esausti e questo rende conto del perchè la sismicità indotta era stata collegata al fracking stesso; invece appunto si tratta di un effetto provocato da una attività collaterale.
Il primo pozzo in cui i liquidi derivati dal fracking sono stati iniettati per lo stoccaggio profondo nell'Arkansas data all'Aprile del 2009. In quell'area tra 2007 e 2008 ci sono stati 3 sismi con M = 2,5. Ma nel 2009 sono diventati 10 e nel 2010 ben 54.

La cosa non passò inosservata. Richard Kerr racconta su Science che due geologi del Servizio Geologico dell'Arkansas (invidia... noi il servizio geologico d'Italia non lo abbiamo più....), Scott Ausbrooks e Steve Horton, misero una rete di sismometri intorno a nuovi pozzi di reiniezione ottenendo quello che si aspettavano: la dimostrazione di un evidente aumento della sismicità correlato a questa pratica. E, cosa più grave, anche la Magnitudo degli eventi aumentò fino a passare il 4, raggiungendo quindi valori tali da essere sistematicamente percepiti dalla popolazione.
In quella zona la reiniezione fu proibita con il risultato che la sismicità cessò.

Questo è solo uno dei tanti esempi in cui i terremoti 
- iniziano dopo l'inizio delle operazioni di reiniezione
- sono localizzati in prossimità dei pozzi 
- diminuiscono fortemente in numero e Magnitudo quando i pozzi non sono più operativi

Più chiaro di così.... anche se non c'è una regola fissa nel senso che in alcuni casi le scosse sono cominciate pochi giorni dopo l'inizio delle operazioni di reiniezione, in altri ci sono voluti parecchi mesi. E purtroppo almeno per ora non si possono ricavare indicazioni sui massimi valori di pressione raggiungibili prima di innescare il problema.

LE CARATTERISTICHE PARTICOLARI DEI TERREMOTI DA REINIEZIONE

I terremoti da reiniezione hanno alcune caratteristiche particolari.
- la prima è che spesso presentano un aumento della sismicità prima della scossa principale, a contrario dei forti terremoti tettonici che di regola non danno preavviso; ciò può essere considerato come una chiara connessione fra il livello di sismicità e l'aumento della pressione dei liquidi nella zona di faglia, fatto normale durante il proseguire delle operazioni di pompaggio
- la seconda è che il loro numero aumenta molto in corrispondenza dei più forti terremoti che vengono registrati in tutto il mondo; in particolare come ho accennato all'inizio è successo nei giorni successivi ai 3 eventi più forti degli ultimi 4 anni: Cile 2010 (M 8.8), Giappone 2011 (M 9.1) e Indonesia 2012 (M 8.6).

Alcuni esempi li fanno Van Der Elst ed altri Autori in un articolo appena uscito su Science, da cui è tratta questa carta: in rosso i terremoti verificatisi negli USA centrali nei giorni immediatamente successivi ai 3 grandi terremoti. Come si vede sono tutti localizzati in aree in cui si fa reiniezione di liquidi tra Texas, Colorado, Oklahoma e Arkansas.
Nel Texas vicino a Snider, a parte le repliche di una scossa di 4.3 nel settembre 2011, i 10 giorni successivi al terremoti giapponese del marzo 2011 sono stati i più “sismici” da quando nel 2009 è iniziato il monitoraggio
Per quanto riguarda la Wilzetta fault dell'Oklahoma, immediatamente dopo la scossa cilena del febbraio 2010 numerose scosse hanno interessato l'epicentro della successiva forte scossa di 5 mesi dopo di cui ho parlato nel post precedente; da notare un 4.1 ad appena 16 ore da questo terribile terremoto. Sempre in quel periodo lo stesso comportamento è stato osservato a Trinidad, tra Colorado e New Mexico.
Anche il terremoto indonesiano del 2012 ha avuto effetti sparsi in alcuni di questi campi di reiniezione.

Che cosa può essere successo?
La spiegazione più plausibile è che le “zone sismiche indotte” siano per qualche motivo sensibili alle onde di superficie generate da forti terremoti lontani.


Ancora c'è da capire perchè, però, la reazione avviene in ritardo rispetto alla perturbazione indotta da queste scosse.

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