Hasta la fecha, los investigadores han explicado la ocurrencia de terremotos en el proceso de fracturamiento hidráulico con dos procesos.
Un nuevo tipo de terremoto inducido ha sido documentado en un entorno de fracturación hidráulica --un método utilizado para la extracción de petróleo y gas-- en el oeste de Canadá. A diferencia de los terremotos convencionales de la misma magnitud, son más lentos y duran más.
Con una red de ocho estaciones sísmicas que rodean un pozo de inyección a distancias de unos pocos kilómetros, los investigadores del Servicio Geológico de Canadá, Ruhr-Universität Bochum (RUB) y la Universidad McGill registraron datos sísmicos de aproximadamente 350 terremotos.
Alrededor del diez por ciento de los terremotos localizados resultaron exhibir características únicas que sugieren que se rompen más lentamente, similar a lo que se había observado anteriormente principalmente en áreas volcánicas.
El grupo encabezado por Hongyu Yu (primero en RUB y luego en el Servicio Geológico Canadiense de Canadá) y la profesora de RUB Rebecca Harrington describe los resultados en la revista Nature Communications.
Hasta la fecha, los investigadores han explicado la ocurrencia de terremotos en el proceso de fracturamiento hidráulico con dos procesos. El primero dice que el fluido bombeado a la roca genera un aumento de presión lo suficientemente sustancial como para generar una nueva red de fracturas en las rocas subterráneas cercanas al pozo. Como resultado, el aumento de presión puede ser lo suficientemente grande como para eliminar las fallas existentes y desencadenar un terremoto.
Según el segundo proceso, el aumento de presión del fluido por la inyección en el subsuelo también ejerce cambios de tensión elástica en las rocas circundantes que pueden transmitirse a distancias más largas. Si los cambios de tensión ocurren en rocas donde existen fallas, también pueden conducir a cambios que hacen que la falla se deslice y provoque un terremoto.
Recientemente, modelos numéricos y análisis de laboratorio han predicho un proceso en fallas cerca de pozos de inyección que se ha observado en otras partes de fallas tectónicas.
El proceso, denominado deslizamiento asísmico, comienza como un deslizamiento lento que no libera 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 por deslizamiento sísmico y el tamaño de las fallas involucradas dificultan la observación en la naturaleza. Por lo tanto, los investigadores aún no han podido documentar un deslizamiento sísmico de manera amplia con alguna asociación con terremotos inducidos. El trabajo del estudio actual proporciona evidencia indirecta de carga asísmica y una transición de deslizamiento asísmico a sísmico.
El equipo de investigación germano-canadiense interpreta los terremotos lentos recientemente descubiertos como una forma intermedia de terremoto convencional y deslizamiento asísmico y, por lo tanto, como evidencia indirecta de que el deslizamiento asísmico también puede ocurrir en las proximidades de los pozos. Por lo tanto, los investigadores llamaron a los eventos terremotos de forma de onda de frecuencia híbrida (EHW).
"Si entendemos en qué punto el subsuelo reacciona al proceso de fracturación hidráulica con movimientos que no resultan en un terremoto y, en consecuencia, no causan daños a la superficie, idealmente podríamos usar esa información para ajustar el procedimiento de inyección en consecuencia", declara en un comunicado Rebecca Harrington, directora del Grupo de Hidrogeomecánica en RUB.
"Supusimos que los terremotos inducidos se comportan como la mayoría de los otros terremotos y tienen aproximadamente la misma velocidad de ruptura de dos a tres kilómetros por segundo", explica Rebecca Harrington. Pero ese no siempre parece ser el caso.
Mientras que el temblor de un terremoto convencional de magnitud 1,5 en el conjunto de datos de los investigadores se había calmado después de unos siete segundos, un terremoto EHW de la misma magnitud continuó temblando durante más de diez segundos.