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O aumento dos terremotos induzidos por injeção nos EUA -

Durante a última década, as pessoas que vivem na região central dos Estados Unidos experimentaram muito mais terremotos de tamanho pequeno a moderado do que nunca. Por exemplo, embora Oklahoma esteja longe dos limites entre as placas tectônicas, a atividade sísmica começou a aumentar lá por volta do ano de 2009 e atingiu o pico durante 2015 e início de 2016. Antes de 2009 Oklahoma normalmente experimentou apenas um ou dois pequenos terremotos com uma magnitude maior que 3,0 por ano. Em 2015, esse número aumentou para mais de 900 terremotos anuais, 30 dos quais tiveram uma magnitude de momento maior que 4,0 (que é forte o suficiente para causar a ruína). Um terremoto com magnitude de 5,7 atingiu perto da cidade de Praga, Oklahoma, em 2011 em uma falha preexistente e causou danos graves a várias casas e edifícios escolares. Durante os últimos seis anos, mais de 1,500 relatos de eventos de agitação destrutiva foram documentados em áreas anteriormente pacíficas. Esse aumento da sismicidade provavelmente foi causado por atividades industriais humanas. Cerca de oito milhões de pessoas viviam nas áreas com aumento de terremotos, e os funcionários responsáveis ​​pela segurança pública queriam entender as razões do aumento e as ameaças potenciais à sociedade.

Causas de eventos de terremotos induzidos.

Os cientistas da Terra aceitaram o desafio de entender melhor os terremotos induzidos. Evidências científicas demonstraram que alguns terremotos foram causados ​​por atividades industriais humanas, principalmente do descarte por injeção de água residual salgada extraída com óleo e gás em poços de produção. Acredita-se que a maioria dos terremotos induzidos tenha sido gerada por mudanças na pressão do fluido perto de falhas profundas preexistentes. Os fluidos de águas residuais em poços profundos de disposição estavam frequentemente localizados a mais de um quilômetro abaixo do solo, e o descarte de águas residuais aumentava a pressão sobre os fluidos que já ocupavam o espaço dos poros. Esse aumento de pressão liberou ou enfraqueceu a falha, tornando mais fácil a ocorrência de um terremoto.

fraturamento hidráulico para gás de xisto

Essa hipótese que explica a causa dos terremotos induzidos foi validada em um experimento de 1969 em Rangely, Colorado, no qual a pressão do fluido em um reservatório foi aumentada e diminuída por bombeamento. Os terremotos tornaram-se mais frequentes quando as pressões aumentaram, como previa a hipótese, e raros quando as pressões foram reduzidas. Fraturamento hidráulico (fracking) - um processo de recuperação de gás e petróleo que usa injeção de fluido para abrir fissuras na rocha para permitir que gás aprisionado ou petróleo bruto flua através de um tubo para uma cabeça de poço na superfície - também foi mostrado para causar terremotos e foi descoberto que ser a principal causa de terremotos induzidos na Colúmbia Britânica e no oeste de Alberta, bem como em alguns locais nos EUA. Fracking em si, no entanto, não foi a principal causa da atividade de terremotos induzidos em Oklahoma e em vários outros lugares nos EUA,onde os terremotos resultaram principalmente da injeção de águas residuais. Um notável terremoto de extração de fluido, um evento de magnitude 4,8, ocorreu em outubro de 2011 perto de Fashing, Texas. Outros terremotos induzidos foram desencadeados pelo enchimento de reservatórios em Nevada e na Carolina do Sul. Na maioria dos casos, essas atividades industriais não estimulam terremotos. Taxas e volumes de injeção de fluido, orientações de falha, tensões acumuladas e propriedades da rocha, todos precisam ser ideais para induzir terremotos.orientações de falha, tensões acumuladas e propriedades da rocha precisam ser ideais para induzir terremotos.orientações de falha, tensões acumuladas e propriedades da rocha precisam ser ideais para induzir terremotos.

geofísica Anne Sheehan abre gravador sismômetro portátil

Os cientistas estudaram falhas e terremotos naturais e induzidos para melhor compreender e prever os tamanhos e locais de futuros terremotos induzidos. A magnitude ou o tamanho do terremoto está relacionado à área que se rompe na falha. Os cientistas examinaram os registros de vários exemplos de terremotos naturais históricos que ocorreram durante os últimos 300 anos na região central e oriental dos Estados Unidos, incluindo um evento de magnitude 7,3 em 1886 perto de Charleston, SC, e a série de choques de cerca de magnitude 7,5 que atingiu 1811–12 perto de New Madrid, Mo. Terremotos no leste da América do Norte ocorreram na forma de enxames de atividade sísmica em falhas não reconhecidas no centro da Virgínia, leste do Tennessee, leste do Canadá e Nova Inglaterra. Muitos desses eventos antecederam as atividades industriais e, portanto, muito provavelmente não estavam relacionados às atividades humanas.Nos últimos anos, os cientistas debateram se os terremotos induzidos poderiam desencadear grandes terremotos em falhas antigas próximas, nas quais as tensões acumuladas estavam prontas para serem liberadas. O terremoto de Praga em 2011, Oklahoma, respondeu a essa pergunta, demonstrando que terremotos de magnitude 5,7 podem se romper em falhas longas preexistentes. Portanto, a presença de falhas antigas foi um fator importante na previsão precisa do tamanho de um terremoto. No entanto, o tamanho e a localização das falhas permaneceram mal compreendidos em muitos lugares na região central e oriental dos EUA, como Oklahoma, e esforços científicos estavam em andamento pelo US Geological Survey, outras agências estaduais e federais e instituições acadêmicas e em parceria com a indústria do petróleo para identificar a localização daqueles que eram potencialmente mais perigosos.

O evento de Praga em 2011 foi o maior terremoto induzido já registrado nos EUA até que um terremoto de magnitude 5,8 ocorreu em 2016 perto de Pawnee, Oklahoma, que pode ter sido induzido. No entanto, terremotos induzidos mais fortes foram observados em outros lugares. Perto de Koynanagar, na Índia, em 1967, um tremor devastador de magnitude 6,3 foi suspeito de ter sido desencadeado por altos níveis de água armazenada em um reservatório, e a atividade de retirada de gás no Uzbequistão foi provavelmente a causa de terremotos naturais de magnitude 7,0 em 1976 e 1984. Tais dados sugeriram que terremotos induzidos maiores do que o de Praga eram possíveis. Além disso, os geólogos reconheceram falhas e rupturas de terremotos pré-históricos gerados por terremotos de magnitude 7,0 em Oklahoma e Colorado. Estudos de terremotos em interiores continentais fora dos EUAmostrou que esses grandes terremotos naturais eram possíveis longe dos limites das placas. Muitos cientistas acreditam que os terremotos induzidos também podem desencadear grandes terremotos em falhas antigas não descobertas. No entanto, se um evento induzido com magnitude maior que 5,6 resultar, é mais provável que tenha uma magnitude mais próxima de 6,0 do que de 7,0, semelhante a terremotos induzidos em regiões análogas.

Aumentando o risco de terremoto.

Tanto os terremotos induzidos quanto os naturais causam níveis semelhantes de tremor do solo. Quando comparados com terremotos naturais, no entanto, os terremotos induzidos são freqüentemente mais rasos e podem não sacudir o solo tão violentamente longe do epicentro do terremoto. Embora diferenças sutis no tremor entre os dois tipos tenham sido observadas, mais pesquisas eram necessárias para entender essas propriedades de tremor.

As projeções de tremores de solo conduzidas pelo US Geological Survey indicaram que os terremotos induzidos aumentaram o risco em Oklahoma e em outros lugares onde os processos industriais influenciam as tensões na terra, conforme mostrado na previsão de um ano de 2016 para terremotos induzidos e naturais. O cálculo de risco exigia informações sobre onde e com que frequência os terremotos poderiam ocorrer, seu tamanho máximo e os níveis prováveis ​​de tremor do solo. Para prever a frequência de terremotos induzidos em 2016, os cientistas consideraram fortemente a frequência de terremotos de 2015, usaram a teoria sismológica padrão - com os maiores terremotos induzidos esperados em geral com uma magnitude menor ou igual a 6,0 - e aplicaram um novo modelo de movimento do solo que forneceu melhores estimativas de tremores para terremotos rasos.

Os resultados revelaram que Oklahoma, Kansas, Texas, Arkansas, Novo México e Colorado tiveram mais de 1 chance em 100 de danos causados ​​pelo tremor durante 2016, com as maiores chances (cerca de 1 em 10) ocorrendo em partes do norte de Oklahoma e sul do Kansas . Os terremotos induzidos projetados pela previsão mostraram-se bastante capazes de causar a ruína naquela região se a atividade industrial continuasse inabalável. Com base nessas projeções, poucos ficaram surpresos quando um terremoto de magnitude 5,1 ocorreu perto de Fairview, Oklahoma, em 13 de fevereiro.

A frequência de terremotos naquela região, no entanto, pareceu diminuir entre 2015 e 2016. Durante o primeiro semestre de 2016, o número de terremotos ocorrendo perto de Irving e Dallas, por exemplo, caiu de cerca de quatro eventos de magnitude 3,0 ou maior para zero. Essa redução pode estar relacionada ao preço do petróleo (que caiu significativamente em 2015 e 2016, reduzindo a extração e injeção de águas residuais) e ações regulatórias que diminuíram o volume de águas residuais sendo bombeado para poços profundos. Os dados iniciais forneceram esperança de que as taxas de terremotos induzidos continuassem a diminuir em 2016; no entanto, as atividades de injeção continuaram em áreas com altas taxas de sismicidade, e não se sabia se os volumes de injeção mais baixos eliminariam os terremotos induzidos ou apenas os atrasariam.

Embora os aumentos na frequência de terremotos induzidos fossem mais notados na região central dos EUA, terremotos induzidos também foram observados em vários locais na Califórnia, incluindo os gêiseres e as áreas de energia geotérmica de Coso. Além disso, um estudo de 2015 mostrou pequenas mudanças nas taxas de terremotos no sul da Califórnia e observou que atividades adicionais induzidas podem estar ocorrendo perto de locais com atividades de extração de petróleo. Como a taxa de terremotos naturais naquela área era muito maior do que na região central dos Estados Unidos, era mais difícil identificar quais terremotos foram induzidos e quais eram naturais. Os cientistas continuaram a investigar terremotos induzidos para melhor mitigar os efeitos futuros dos terremotos.

Mark D. Petersen
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