RIASSUNTO
La parte interna degli Stati Uniti è stata caratterizzata
per molti anni da una bassa sismicità. I terremoti più energetici, di cui uno
di magnitudo momento 5,7 Mw, sono stati registrati nello stato dell’Oklahoma
nel 2011 in
coincidenza con l’aumento del volume di fluido iniettato nel sottosuolo
relativo alla produzione di idrocarburi non convenzionali.
In questo studio sono confrontate le sequenze sismiche
degli stati dell’Oklahoma, del Texas e del Nord
Dakota-Montana orientale dove sono attivi numerosi pozzi di iniezione di acque
reflue, che però stanno influenzando l’attività sismica in modo diverso.
Attraverso l’analisi della struttura
evolutiva delle sequenze sismiche si evidenzia come nella sequenza
dell’Oklahoma, il punto di attivazione della fase cosismica, si è generato nel mese di settembre del 2011, mentre in
quella del Texas nel gennaio 2015 e non è presente in quella del Nord
Dakota-Montana orientale.
Anche l’indicatore di forza cumulato mostra un progressivo rafforzamento della sequenza dell’Oklahoma dal 2009 in poi, mentre quello
del Txas si è rafforzato nel corso del 2012 e quello del Nord Dakota-Montana è rimasto
costante su valori prossimi alla linea dello zero.
I risultati ottenuti evidenziano per la sequenza
dell’Oklahoma un ritardo tra l’insorgenza del punto di attivazione e l'inizio degli aumenti di produzione di idrocarburi non convenzionali, che suggerisce un collegamento
tra queste ultime e i terremoti più energetici avvenuti nel 2011.
1 INTRODUZIONE
Nel settore occidentale degli Stati Uniti
ad est delle Montagne Rocciose, i terremoti sono più numerosi, mentre la
maggior parte dell'enorme regione tra le Montagne Rocciose e l'Atlantico è
stata caratterizzata per molti anni da una bassa attività sismica.
Tuttavia, i terremoti del settore centro-orientale
degli Stati Uniti, anche se sono meno frequenti rispetto a quelli occidentali,
sono in genere sentiti su una regione molto più ampia.
Nella zona dello stato dell’Oklahoma dal
2010 si è avuto un notevole aumento del numero di terremoti di magnitudo
maggiore di 3 M,
mentre il vicino Texas ed il Nord Dakota-Montana orientale sono rimasti
sismicamente più tranquilli.
In un rapporto l’US Geological Survey (USGS)
ha suggerito un collegamento tra l’aumento dell’attività sismica con attività
di re-iniezione di acque reflue attraverso pozzi in formazioni geologiche
profonde ed alle variazioni dei metodi di estrazione e di produzione di
petrolio e gas.
In particolare, l'iniezione di acqua
attraverso pozzi può aumentare le pressioni dei pori, cambiare lo stress sulle
faglie esistenti e causare della sismicità indotta o innescare forti terremoti.
Non si può mai dimostrare al 100% che
alcuni terremoti forti sono causati dalle attività dell’uomo, ma è abbastanza controverso
quello che è accaduto in Oklahoma negli ultimi anni, rispetto al vicino Texas e
Nord Dakota-Montana orientale dove sono attivi numerosi pozzi di re-iniezione
di acque reflue nel sottosuolo, ma che al contrario, stanno riportando poco
attività sismica.
Finora, la maggior parte dei terremoti
associati ad iniezione di acque reflue negli stati del Texas e del Nord
Dakota-Montana orientale sono stati di piccola magnitudo (<4,8 M), ma non si escludono, in futuro, eventi più
energetici.
Per questo motivo è necessaria la conoscenza
di tutte le faglie presenti nel sottosuolo, quali sono le loro dimensioni, come
sono orientate e se i piccoli cambiamenti “statici” di stress prodotti dalla
scosse di bassa magnitudo sono sufficienti
per innescare un terremoto forte.
Figura 1. Sismicità degli Stati Uniti. (Fonte: US Geological
Survey, 2013).
2 PRODUZIONE
DI PETROLIO E GAS NATURALE
Gli Stati Uniti sono oggi il più grande
produttore di petrolio e gas al mondo.
Ciò è dovuto al forte aumento di
perforazioni orizzontali e fratturazione idraulica in formazioni con permeabilità molto bassa, che ha
comportato aumenti record di produzione di petrolio e gas naturale.
Dal 2008 al 2014, la produzione di
petrolio da sola è aumentata a 173%, raggiungendo un livello di produzione
statunitense complessiva di 8,65 milioni di barili al giorno nel 2014.
Nello stato dell’Oklahoma, nel periodo
2008-2014, la produzione di petrolio greggio è aumentata da 184.000 a 346.000 barili/giorno (ultimi dati
disponibili da parte dell'U.S Energy Information Agency), il Texas ha visto
aumentare la produzione da 1.109.000.749 a 3.159.000 di barili/giorno sempre
nello stesso periodo di tempo (figura 2), mentre nel Nord Dakota da 172.000.749 a
1.087.000 barili/giorno.
Figura
2. Produzione di petrolio greggio. (Fonte: US Energy
Information Administration).
Le risorse e la produzione di idrocarburi
non convenzionali si trovano in molte
regioni degli Stati Uniti, ma le sette aree più produttive, sono ubicate nella
parte centro-orientale degli Stati Uniti. Queste sette regioni hanno
rappresentato il 95% della crescita della produzione nazionale di petrolio e
tutta la crescita della produzione di gas naturale durante il 2011-2014 (figura 3).
Tre di queste sette aree ricadono nello
stato del Texas: Permian, Eagle Ford e Haynesville con la regione di Permian
che ha il record del numero di pozzi attivi ed anche la maggiore produzione di
idrocarburi, mentre nello stato dell’Oklahoma le risorse e la produzione di
idrocarburi non convenzionali, molto inferiori a quelle del Texas, si trovano
concentrate nella regione di Woodford.
Figura
3. Ubicazione delle aree più produttive di idrocarburi
non convenzionali. (Fonte: US Energy Information Administration).
Dai dati dell'U.S Energy Information
Agency, emerge che la produzione di idrocarburi è aumentata per effetto della
perforazione e il completamento di nuovi pozzi, mentre quella di pozzi
esistenti è diminuita in breve tempo. Per mantenere alta la produzione è stato necessario
perforare e mettere in produzione nuovi pozzi. Nel contempo, la fratturazione
idraulica o fracking, ha portato ad un
aumento del numero di pozzi necessari per smaltire l'acqua utilizzata nel
processo di perforazione.
Nelle tabelle 1 e 2 (rapporto Drilling
Productivity, IAE) sono riportati i dati più recenti sul numero totale di pozzi
in produzione per regione, con le stime di produttività, i cambiamenti previsti
nella produzione di petrolio e di gas naturale nei pozzi esistenti e i
cambiamenti stimati del numero di pozzi e della produzione di petrolio e gas naturale
per le sette regioni.
Tabella
1. Numero di pozzi in produzione per regione. (Fonte:
US Energy Information Administration).
Tabella
2. Produzione di idrocarburi per regione. (Fonte: US
Energy Information Administration).
3 LE
FAGLIE
Sul settore occidentale degli Stati Uniti,
sul confine delle placche tettoniche, le faglie responsabili di un terremoto
possono essere identificate facilmente. Al contrario avviene ad est delle
Montagne Rocciose dove il vasto territorio lontano dal confine tra le placche,
è attraversato da faglie note, ma anche da numerose faglie sepolte non conosciute.
Di conseguenza, alcuni terremoti ad est delle Montagne Rocciose possono essere
collegati a faglie note, ma è difficile determinare se la faglia è ancora
attiva e potrebbe scorrere causando un forte terremoto. Nella maggior parte
delle zone ad est delle Montagne Rocciose, la migliore guida per valutare la
pericolosità sismica sono i terremoti stessi ed il loro andamento nel tempo e
nello spazio.
3.1
Faglie dell’Oklahoma
Nel centro-sud Oklahoma, a circa 100 km a sud ovest di
Oklahoma City, l’unica faglia identificata con evidenza di almeno tre terremoti superficiali
negli ultimi 3000 anni è la
Meeer Fault.
A NE
di Oklahoma City, la figura 4
mostra la posizione della faglia trascorrente Wilzetta che fa
parte di una serie di piccole faglie formatesi circa 300 milioni anni fa alle
quali è associato il
sollevamento Nemaha.
La faglia Wilzetta è responsabile
del terremoto del 6 novembre del 2011 di magnitudo 5.7 Mw.
In prossimità di
Oklahoma City a pochi chilometri sotto
la superficie, è presente la faglia Nemaha che fa parte di un sistema di faglie
compressionali che partendo dal settore sud est di Oklahoma City si
estende a nord attraverso il Kansas fino a Lincoln (Nebraska).
Nella carta del rischio sismico (figura 6)
il settore centro meridionale dell’Oklamoma presenta un rischio medio elevato.
Figura
4. Ubicazione delle faglie dell’Oklahoma.
3.2
Faglie del Texas
La zona di faglia Balcones è un sistema strutturale principalmente
costituito da numerose faglie normali e trascorrenti, graben ed horst ,che si
estende dalla città di Del Rio nella parte sud-ovest dello stato, verso nord.
In parallelo alla zona Balconess si
estende da nord a sud, la zona di faglia LMT (Luling Fault Z, Mexia Fault Zone
e Talco Fault Zone) caratterizzata da faglie normali del Cretaceo e del
terziario, comunemente con rigetti di oltre 100 metri (160 m Austın).
Nella maggior parte delle due strutture,
il trend delle faglie è quasi parallelo alla attuale linea di costa del Golfo
del Messico.
Sulla mappa del rischio sismico degli Stati
Uniti, le zone di faglia Balcones e LMT si
trovano in una zona a basso rischio sismico.
Figura
5. Zone di faglia estensionale
(Balcones-Luling-Mexia-Talco).
3.3 Faglie del Nord Dakota-Montana
orientale
La maggior parte dei terremoti che hanno
origine in Nord Dakota-Montana orientale sono probabilmente legati a strutture
profonde del Precambriano. Di recente sono state individuate due faglie la Tabbernor Fault
e la Thompson
Boundary Fault in Nord Dakota che però potrebbero produrre
terremoti di piccola magnitudo.
Nella carta del rischio sismico, il Nord Dakota-Montana
orientale presenta un basso rischio sismico.
Figura
6. Mappa del rischio sismico degli Stati Uniti. (Fonte: US Geological Survey,2014).
4. SISMICITÀ
4.1 Sequenza sismica dell’Oklahoma
Dal 1974 al 2008, l’US Geological Service (USGS) ha registrato circa 2-6 terremoti all'anno in
Oklahoma, sparsi ampiamente su tutta la parte centro-orientale dello stato.
Dal 2009 l’attività sismica è cominciata ad aumentare.
Terremoti abbastanza energetici sono stati registrati in più cluster a nord-est
e ad est di Oklahoma City nonchè a sud-ovest della città di Tulsa.
Nel grafico della figura 7 è riportato
l’andamento temporale dei terremoti registrati dal 1994 al 2014, da cui non si
notano le tipiche fluttuazioni “organizzate” dei tassi di sismicità naturale.
Al contrario mostra un tasso di sismicità
molto basso dal 1974 al 2008 (in tutto sono stati registrati 178 terremoti) ed
un successivo graduale aumento del numero di terremoti con un picco nel 2014.
Figura
7. Andamento temporale dei terremoti registrati dal
1974 al 2014.
4.2
Fase di preparazione del terremoto del 2011
La sequenza di breve-medio periodo riportata
nella figura 8, mostra un andamento dei valori massimi di magnitudo dal 16
dicembre del 1974 al 6 novembre del 2011.
Si nota un forte terremoto di magnitudo
5,7 Mw con ipocentro a 5.2 km
di profondità, preceduto da un foreshock di magnitudo 4,8 Mw registrato ad una
profondità ipocentrale a 3,1
km.
I due terremoti piu energetici, verificatisi
il 5 e il 6 novembre del 2011
in una regione situata a circa 50 km a est di Oklahoma City,
sono stati causati da uno slittamento
lungo la faglia Wilzetta.
Prima del terremoto di magnitudo 5,7 Mw
del 2011, il più grande evento sismico della storia di Oklahoma è stato di
magnitudo 5,5 M,
accaduto nel 1952 vicino alla città El Reno.
Osservando il grafico si può notare come dal 2010, la
magnitudo delle scosse più energetiche ed il numero di scosse sono aumentati
nel tempo, mentre il periodo di accadimento tra due scosse più energetiche è
diminuito.
Le profondità
ipocentrali nello stesso periodo mostrano una diminuzione e un maggior numero
di eventi con profondità ipocentrali inferiori a 5 km (figura 9).
La sequenza di immediato periodo è
cominciata con un foreshock di magnitudo 4,8 Mw registrato il 5 novembre, al quale sono seguite 9 repliche con
epicentro nella parte NE di quello del foreshock
ed un mainshock di magnitudo 5,7 Mw.
I meccanismi focali del foreshock e del mainshock
sono simili e mostrano un movimento trascorrente, (coerente con la faglia
trascorrente Wilzetta), con il lato nord-ovest della faglia in movimento a
destra (NNE) rispetto al lato sud-est.
Figura
8. Andamento temporale dei valori di magnitudo
dei terremoti registrati dal 1994 al
2014.
Figura
9. Andamento temporale delle profondità ipocentrali
dei terremoti registrati dal 1994 al
2014.
4.3
Fase di assestameto
Il terremoto di magnitudo 5,7 Mw è stato seguito
da una fase di assestamento composta da pochi aftershock di cui uno di magnitudo 4,8 Mw avvenuto l’8 novembre del
2011.
Gli epicentri delle repliche mostrano una distribuzione
spaziale secondo un allineamento diretto NE-SW (si allineano con i
pozzi di iniezione presenti nella zona e in modo opposto al movimento della
faglia).
La sismicità è stata più intensa durante
le prime 24 ore (22 scosse registrate), ma è continuata poco sopra il livello
di fondo solo il 7 novembre (8 scosse registrate), per poi proseguire su valori
giornalieri pre-mainshock (≤di 8
scosse al giorno) fino al 12 aprile del 2013.
Figura
10. Andamento temporale dei valori di magnitudo e
delle profondità ipocentrali durante la fase di assestamento.
Figura
11. Sismicità dell’Oklahoma. (Fonte: US Geological
Survey, 2015).
Figura
12. Fase di rilascio di energia del 2011. La freccia
rossa indica la direzione di sviluppo della fase di rilascio di energia.
(Fonte: US Geological Survey, 2015).
4.4 Sequenza del Texas
I terremoti nel Texas sono storicamente
rari, ma nel 2008 è iniziata una sequenza di terremoti nella zona di
Dallas-Fort Worth dove le imprese energetiche hanno iniziato operazioni di fracking.
Più di 269 terremoti sono stati registrati
nel corso di un periodo di sei anni, tutti vicini ai pozzi di iniezione di
acque reflue.
Il grafico della figura 13 mostra i terremoti
di magnitudo ≥2,0 che si sono verificati in Texas dal 1975 al 2014.
Si può notare come il periodo 1975-2007
sia stato relativamente tranquillo, mentre dal 2008 il numero di eventi
registrati è aumentato in modo netto.
Il record annuale di terremoti registrati
si è avuto nel 2011 con 72 eventi. Il tasso medio anno di terremoti dal 1975 al
2008 è stato di tre terremoti di magnitudo ≥2,0
di cui 18 di magnitudo ≥4.0 , mentre il più energetico è stato di 5,7 Mw
registrato il 14 aprile del 1995 (prima dell’inizio delle attività di fracking).
Figura
13. Andamento temporale dei terremoti registrati dal
1975 al 2014.
L’andamento dei valori di magnitudo dal
1931 al 2014 riportato nella figura 14, mostra un evento di magnitudo 6,5 Mw
registrato il 16 agosto del 1931.
In termini di importanza, questo è stato
il più grande terremoto naturale che si è verificato in Texas nel periodo
analizzato.
Successivamente, il grafico mostra un
terzo evento energetico di magnitudo 5,7 Mw registrato il 14 aprile del 1995
che può essere considerato un aftershock
di lungo priodo.
Dal 2009 la sequenza sismica evidenzia un
chiaro aumento di velocità di sviluppo con valori di magnitudo che nel 2011
hanno segnato un primo massimo di 4,8 Mw e un secondo dello stesso valore nel
2012.
In seguito, la sequenza mostra una
diminuzione progressiva dei valori di magnitudo tuttora in atto.
L’andamento temporale degli ipocentri mostra
una distribuzione irregolare attorno alla profondità di 5 km con una maggiore
concentrazione di terremoti superficiali (≤ 5 km) tra il 2013 e il 2014 in corrispndenza anche
di valori di magnitudo più bassi.
Figura
14. Andamento temporale dei valori di magnitudo e
delle profondità ipocentrali.
Figura
15. Mappa della sismicità del Texas - dal 1973 al 31
gennaio 2015 (Fonte: US Geological Survey, 2015).
4.5
Sequenza del Nord Dakota-Montana Orientale
Il grafico del numero di eventi annuo registrati
mostra un periodo tranquillo che va dal 1972 al 2012 con un totale di 15 terremoti.
In seguito, il numero di eventi aumenta raggiungendo 8 eventi nel 2013 e 15 nel
2104.
Il grafico dei valori di magnitudo
evidenzia una bassa sismicità caratterizzata da un sisma di magnitudo 4,3 Mb registrato
il 18 agosto del 1982, seguito da eventi di magnitudo decrescente fino al 2014.
Il grafico delle profondità ipocentrali
mostra un maggior numero di terremoti superficiali dal 2013 in poi, rispetto al periodo precedente, che potrebbe
essere collegato con la fratturazione idraulica condotta a pochi chilomentri
sotto la superficie.
I terremoti si sono verificati soprattutto
nella parte orientale dello stato del Montana orientale ed occidentale dello
stato del Nord Dakota.
Figura
16. Andamento temporale dei terremoti registrati dal
1975 al 2014.
Figura
17. Andamento temporale dei valori di magnitudo e
delle profondità ipocentrali.
Figura
18. Mappa della sismicità del Nord Dakota-Montana. (Fonte: US Geological Survey,
1973-2015).
Figura
19. Mappa dei pozzi di idrocarburi (Fonte: US Energy
Information Administration).
5 INDICATORE
DI FORZA DELLA SEQUENZA SISMICA
L’indicatore di forza cumulato (IFS) si
concentra su tre tipi d’informazioni sismiche: valori della magnitudo, misura della
variazione della magnitudo e numero di eventi per misurare
la reale forza della sequenza.
Un indicatore che
oscilla attorno alla linea dello zero significa che il numero dei terremoti è
in calo o un gran numero di terremoti non è riuscito a spostare i valori della
magnitudo, mentre un indicatore di forza positivo indica una sequenza sismica
attiva.
La figura 20 mostra
l’IFS cumulato della sequenza sismica dell’Oklahoma relativo al periodo
compreso tra il 1974 e il 2011.
Come si può notare, l’indicatore
è rimasto positivo durante l'intero periodo analizzato. Il
dettaglio evidenzia un progressivo rafforzamento della sequenza, abbastanza
evidente tra il 27 agosto del 2009 e il 22 marzo del 2010 e durante il
terremoto del 6 novembre del 2011. Successivamente l’indicatore di forza cumulato si è portato
sotto il valore massimo raggiunto nel 2010.
Il grafico dell’indicatore di forza della
sequenza del Texas mostra nella parte iniziale, valori oscillanti in prossimità
della linea dello zero e un picco in coincidenza del terremoto del 14 aprile
del 1995 di magnitudo 5.7 Mw.
Successivamente, l’indicatore di forza è oscillato intorno a
valori di 25-30 per poi scendere fino a raggiungere un valore di 15 il 23
dicembre 2012. Da questa data in poi, l’indicatore di forza ha iniziato a
salire raggiungendo nel 2015 un valore di 30.
Infine il grafico dell’indicatore di forza
del Nord Dakota-Montana orientale mostra valori oscillanti sulla linea dello
zero.
Complessivamente i grafici dell’indicatore
di forza dell’Oklahoma e del Texas mostrano aumenti dei valori dell’indicatore
di forza in corrispondenza della crescita della produzione di idrocarburi.
Figura
20. Indicatore di forza della sequenza sismica
dell’Oklahoma.
Figura
21. Indicatore di forza della sequenza sismica del Texas.
Figura
22. Indicatore di forza della sequenza sismica del
Nord Dakota-Montana.
5. BOMBE SISMICHE DELL’OKLAHOMA E DEL TEXAS
Il metodo utilizzato per individuare una
bomba sismica rappresenta un approccio di analisi alla previsione dei terremoti
totalmente diverso da quelli conosciuti, avendo il pregio di considerare la
struttura della sequenza sismica non più solo come un’oscillazione dei valori
di mangnitudo, quanto come una successione di stadi evolutivi che precedono un terremoto
medio-forte (fase di preparazione del terremoto).
È interessante notare che i risultati di
questo nuovo approccio non sono in accordo con la visione classica della teoria
del rimbalzo elastico (Reid, 1910), la quale prevede il ciclo sismico composto
da due fasi. La fase intersismica, durante la quale la deformazione elastica si
accumula lentamente nel tempo a causa del movimento relativo delle placche
adiacenti, e la fase sismica, durante la quale la deformazione elastica
accumulata nel mezzo delle placche viene rilasciata bruscamente in
corrispondenza del massimo carico tettonico locale (non è preso in
considerazionel’effetto dell’eterogeneità della superficie di scivolamento). Mentre
la fase intersismica può durare molti anni, la durata della fase sismica è di pochi
secondi o decine di secondi.
Inoltre, la teoria del rimbalzo elastico di Reid implica
che lo stress regionale dovrebbe aumentare nell'intervallo di tempo tra due terremoti caratteristici e che il tempo di ricorrenza è
perfettamente periodico.
Lo schema
della bomba sismica del terremoto dell’Oklahoma del 6 novembre del 2011,
riportato nella figura 23, mostra una
fase di accumulo di energia (fase intersismica), composta da quattro step
evolutivi che hanno interessato più strutture sismogenetiche.
Il punto di attivazione
della bomba (fase presismica) che segna il passaggio dalla fase di accumulo a quella
di rilascio di energia, si indiviadua nel mese di settembre del 2011.
La fase di rilascio di energia che la
segue è composta dal foreshock di
magnitudo 4,8 Mw registrato il 5 novembre del 2011 e dal mainshock di mangitudo 5,7 Mw avvenuto il 6 novembre del 2011.
Sia il foreshock
che il mainshock sono stati preceduti
da pre-segnali di immediato periodo generati da piccole scosse con epicentro in prossimità delle
due scosse più energetiche (figura 24).
L’andamento temporale-spaziale degli
epicentri del mainshock e delle
scosse di assestamento ha una direzione opposta a quella di movimento della
faglia Wilzetta.
La bomba del Texas presenta uno schema in
cui si notano i cinque step evolutivi ed il punto d’innesco individuato nel
mese di gennaio del 2015, mentre la fase di rilascio di energia non è ancora
iniziata. Infine, nella sequenza sismica del Nord Dakota-Montana orientale non
è presente nessuna bomba sismica.
Figura
23. Schema della bomba sismica del terremoto
dell’Oklahoma del 6 novembre del 2011. (Fonte:
US Geological Survey, 2015).
Figura
24. Ubicazione degli elementi principali della bomba
sismica del terremoto dell’Oklahoma del 6 novembre del 2011. (Fonte: US Geological Survey, 2015).
Figura
25. Schema della bomba sismica del Texas. (Fonte: US
Geological Survey, 2015).
Figura
26. Ubicazione degli elementi principali della bomba
sismica del Texas. (Fonte: US Geological Survey, 2015).
CONCLUSIONI
L’importante aumento dell’attività sismica
registrata in Oklahoma dal 2008
in poi, suggerisce che vi può essere una correlazione
nel tempo e nello spazio tra i terremoti
più energetici registrati nel 2011 e le attività di fratturazione idraulica
e di re-iniezione di acque reflue attraverso pozzi in formazioni geologiche
profonde.
In Oklahoma, sotto la superficie, ci sono
faglie conosciute e nascoste di diverse dimensioni aventi
orientazioni favorevoli rispetto a stress tettonico che possono arrivare a condizioni
di rottura con la possibilità di accadimento di un terremoto di magnitudo
5,5 o maggiore.
I dati sulla sismicità storica dell’Oklahoma
evidenziano un terremoto di magnitudo 7,0 accaduto 1300 anni fa che fa ipotizzare
che quanto è successo in passato si sia ripetuto il 6 novembre del 2011
(terremoto di magnitudo 5,7 Mw).
L’esame dei criteri che devono
essere soddisfatti per stabilire se un terremoto sia stato attivato da attività
antropiche, suggerisce che vi è un buon grado di certezza che i terremoti più energetici registrati in
Oklahoma nel 2011,siano stati attivati dall’attività di fracking e dalla re-iniezione di acque reflue a grandi profondità.
In particolare:
1. l’Oklahoma, anche se non ha una lunga
storia di monitoraggio, mostra prima del 2010 una bassa sismicità rispetto al
periodo successivo;
2. è evidente una forte correlazione nel
tempo e nello spazio tra i terremoti registrati e le attività antropiche;
3. emerge che quasi tutti i terremoti
hanno epicentri a meno di 5 km
dai pozzi di iniezione delle acque reflue e la maggior parte si sono verificati
in prossimità delle profondità di iniezione;
4. ci sono numerose faglie capaci di
accumulare stress e generare terremoti forti;
5. la fase di rilascio di energia (punto d’innesco)
si è attivata nel mese di settembre del 2011, in coincidenza con
l’incremento dell’attività di fracking
e non prima del 2009 (periodo di bassa sismicità naturale);
6. la fase di rilascio di energia presenta una struttura ascendente (earthquake progressive) composta di terremoti di
magnitudo crescente che spesso è connessa con le attività antropiche;
7. le profondità ipocentrali diminuiscono
poco prima del mainshock;
8. il tasso di sismicità è aumentato
durante la fase di rilascio di energia.
In sintesi, la geometria delle faglie, le tensioni
dovute alle piccole scosse indotte dalle attività antropiche, il trasferimento
di stress da altre zone sismiche, la pressione e la velocità di iniezione hanno
svolto sicuramente un ruolo importante nel processo di rottura.
Dall’analisi della sismicità eseguita
attraverso la struttura delle bombe sismiche è emerso che in Oklahoma ci sono
faglie che in passato si sono mosse e che nel
mese di settembre del 2011 erano prossime alla rottura come confermato
dai terremoti avvenuti il 5 e il 6 novembre del 2011.
Nel Texas e nel Nord Dakota-Montana dove
le attività antropiche sono state più sostenute, non si sono attivati terremoti
forti solo perchè sono aree geologicamente un pò più stabili dell’Oklahoma (ovviamente
non sono aree asismiche) e, pertanto, la probabilità che la re-iniezione delle
acque reflue inneschi terremoti forti, è minore rispetto agli altri stati.
Tuttavia, la sequenza sismica del Texas
presenta una struttura evolutiva che non esclude la possibilità di accadimento
di un terremoto forte in futuro (>4,6 M) come c’è anche qualche possibilità che
un terremoto più forte di quello del 2011 possa accadere in Oklahoma per il
perdurare delle sollecitazioni indotte dalle attività
antropiche.
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Le analisi sono state eseguite con il
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