Gempa bumi kecil di lokasi-lokasi fracking mungkin merupakan indikator awal dari getaran yang lebih besar yang akan datang

Anonim

Ahli geografi Stanford telah menemukan cara untuk mendeteksi ribuan gempa bumi yang sebelumnya hilang akibat dipicu oleh rekah hidrolik, atau "fracking".

Teknik ini dapat digunakan untuk memantau aktivitas seismik di operasi fracking untuk membantu mengurangi kemungkinan gempa bumi yang lebih besar dan berpotensi merusak dari yang terjadi, menurut studi baru.

"Gempa bumi kecil ini dapat bertindak seperti burung kenari di tambang batu bara, " kata rekan penulis studi William Ellsworth, seorang profesor (penelitian) geofisika di Stanford School of Earth, Energi & Ilmu Lingkungan. "Ketika mereka terjadi, mereka harus dilihat sebagai indikator peringatan kondisi bawah tanah yang dapat menyebabkan gempa bumi yang lebih besar."

Fracking melibatkan penyuntikan cairan bertekanan tinggi di bawah tanah untuk memecahkan batu terbuka dan melepaskan gas alam yang terperangkap di dalamnya. Ketika batu-batu itu retak, mereka menghasilkan gempa-gempa kecil yang biasanya terlalu kecil untuk dideteksi - hingga sekarang.

"Dalam penelitian kami, Anda benar-benar dapat melihat gempa individu yang terjadi di samping bagian dari sumur yang sedang fracking, " kata mahasiswa PhD Stanford Clara Yoon, penulis utama studi yang diterbitkan dalam Journal of Geophysical Research.

Gempa bumi Arkansas

Pada bulan Oktober 2010, penduduk di dekat ladang gas alam Arkansas terguncang oleh gempa berkekuatan 4 yang diikuti oleh dua gempa susulan yang lebih besar pada Februari 2011.

Para ilmuwan mengatakan gempa bumi besar ini disebabkan oleh suntikan air limbah dari situs-situs fracking ke sumur bawah tanah, dan bukan oleh operasi fracking lebih dekat ke permukaan.

"Ini adalah beberapa gempa bumi pertama yang terkait dengan pengembangan shale-gas untuk menarik perhatian nasional, " kata Ellsworth.

Gempa bumi berkekuatan 4 dan lebih tinggi kemudian mengguncang Oklahoma, Texas, dan negara penghasil gas dan minyak lainnya.

Penambangan data

Menggunakan algoritma data-mining canggih yang dikembangkan oleh Yoon dan rekan-rekannya, tim Stanford melakukan analisis retrospektif aktivitas seismik di Arkansas sebelum peristiwa besarnya 4. Algoritme menggunakan pengenalan pola-gempa untuk menghasilkan catatan terperinci tentang kegempaan.

Analisis ini melacak peristiwa seismik yang dihasilkan di sumur produksi yang dimanfaatkan fracking dan di sumur pembuangan air limbah yang lebih dekat di dekatnya.

"Kami tertarik pada bagaimana urutan yang menyebabkan gempa berkekuatan 4 dimulai, " kata Yoon. "Kami melihat periode awal aktivitas seismik pada 2010, dari 1 Juni hingga 1 September, ketika injeksi air limbah baru saja dimulai."

Ketika Yoon menjalankan algoritma pada dataset ini, ia menemukan lebih dari 14.000 gempa bumi kecil yang sebelumnya tidak dilaporkan. Dengan membandingkan waktu dan lokasi tremor dengan data injeksi cairan yang disediakan oleh negara bagian Arkansas, Yoon mampu menunjukkan bahwa sebagian besar gempa bumi adalah hasil langsung dari operasi fracking di 17 dari 53 sumur produksi.

"Itu adalah kejutan, " kata rekan penulis Gregory Beroza, Profesor Geofisika Wayne Loel di Stanford. "Sudah dipikirkan, dan kami pikir, bahwa gempa bumi awal di daerah ini terkait dengan injeksi air limbah. Tapi kami menemukan bahwa mayoritas disebabkan oleh fracking."

Gempa terus-menerus

Banyak gempa bumi yang disebabkan oleh fraksi juga lebih besar dan lebih persisten yang diharapkan - sifat tidak biasa yang menunjukkan potensi masalah di masa depan.

Gempa bumi yang dihasilkan oleh fracking biasanya tidak lebih besar dari magnitude 0. Itu setara dengan jumlah energi yang dilepaskan ketika karton susu menyentuh lantai setelah jatuh dari counter.

Tetapi beberapa gempa bumi yang diamati dalam penelitian ini berkekuatan 1, yang 31 kali lebih kuat dari gempa berkekuatan 0. Beberapa di atas besarnya 2, yang 1.000 kali lebih kuat dari magnitudo 0.

Sebagian besar gempa yang disebabkan fracking terjadi di dekat sumur dan menghilang dengan cepat. Tetapi beberapa gempa bumi Arkansas terletak jauh dari sumur bor dan terus berminggu-minggu setelah operasi fracking berakhir.

"Kami sangat terkejut dengan ukuran dan kegigihan kegempaan, " kata Ellsworth. "Ketika gempa bumi selama operasi fracking lebih besar dari yang diperkirakan dan bertahan selama berminggu-minggu, itu menunjukkan tingkat stres yang tinggi di daerah itu. Kesalahan di bawah tekanan tinggi tidak stabil dan bisa tergelincir, memicu gempa bumi yang lebih besar."

Fakta bahwa fracking dekat sumur air limbah memicu ribuan gempa bumi - terlalu banyak, terlalu besar dan berlangsung terlalu lama - adalah bendera merah yang menekankan kondisi lebih dalam juga dibuat untuk menciptakan ketidakstabilan yang memicu gempa bumi yang lebih besar, tambahnya.

"Kami ingin mendorong pemantauan seismik terus menerus sebelum operasi fracking dimulai, sementara mereka sedang dalam proses dan setelah mereka selesai, " kata Beroza. "Algoritma yang dikembangkan Clara menawarkan metode yang efisien dan hemat biaya untuk mendapatkan lebih banyak informasi dari data yang ada, sehingga di masa depan keputusan yang diinformasikan dapat dibuat untuk mengurangi kemungkinan terjadinya gempa bumi yang lebih besar."

menu
menu