Les scientifiques découvrent la source des mystérieux tremblements de terre

De nouvelles recherches suggèrent que la fracturation hydraulique, même avec du dioxyde de carbone liquide, provoque de petites secousses qui n’étaient pas clairement attribuées au processus auparavant. Alors que la fracturation hydraulique au CO2 peut séquestrer le carbone, ce qui profite à l’environnement, la fracturation hydraulique au CO2 et à base d’eau peut provoquer ces secousses, avec le potentiel de tremblements de terre de plus grande ampleur.

De nouvelles recherches ont confirmé que la fracturation hydraulique est responsable de tremblements de terre ou de secousses lents et mineurs, auparavant inexpliqués. Les tremblements de terre sont produits par les mêmes processus qui peuvent déclencher des tremblements de terre importants et dévastateurs.

La fracturation hydraulique implique l’injection forcée de fluides sous terre pour extraire le pétrole et le gaz naturel. Bien qu’elle soit généralement réalisée à partir d’eaux usées, cette recherche particulière a examiné les résultats obtenus lors de l’utilisation de dioxyde de carbone liquide. Cette méthode pousse le carbone plus profondément dans la Terre, l’empêchant de contribuer à la rétention de chaleur atmosphérique.

Avec une certaine EstimationsLe craquage du dioxyde de carbone pourrait permettre d’économiser chaque année autant de carbone qu’un milliard de panneaux solaires. Il est bénéfique pour l’environnement que la fracturation hydraulique soit réalisée en utilisant du dioxyde de carbone liquide plutôt que des eaux usées, qui ne retiennent pas le carbone hors de l’atmosphère.

« Puisque cette étude examine le processus de séquestration souterraine du carbone, il pourrait y avoir des implications positives pour la durabilité et la science du climat », a déclaré Abhijit Ghosh, professeur adjoint de géophysique à l’Université de Californie à Riverside et co-auteur de l’étude dans le journal. les sciences.

Le dioxyde de carbone étant un liquide, Ghosh a déclaré que les résultats de cette étude s’appliquent presque certainement à la fracturation hydraulique avec de l’eau. Les deux sont susceptibles de provoquer des tremblements.

Sur un sismographe, les tremblements de terre et les secousses régulières apparaissent différemment. Les grands tremblements de terre provoquent des secousses violentes avec des impulsions de grande amplitude. Les tremblements sont plus doux, s’élevant lentement au-dessus du bruit de fond à une amplitude beaucoup plus faible, puis diminuant lentement.

Plate-forme de forage de gaz de schiste (fracking) près d’Alvarado, Texas. Crédit : Loadmaster (David R. Tribble)

« Nous sommes heureux de pouvoir désormais utiliser ces secousses pour suivre le mouvement des fluides issus de la fracturation hydraulique et surveiller le mouvement des défauts résultant de l’injection de fluide », a déclaré Ghosh.

Auparavant, il y avait une controverse parmi les sismologues sur la source des tremblements de terre. Alors que certains articles affirmaient que les signaux de tremblement étaient provoqués par de grands tremblements de terre se produisant à des milliers de kilomètres de distance, d’autres pensaient qu’il pourrait s’agir de bruits générés par l’activité humaine, comme le mouvement des trains ou des machines industrielles.

« Les sismomètres ne sont pas intelligents. Vous pouvez conduire un camion à proximité, ou donner un coup de pied à un camion, et il enregistrera ces vibrations », a déclaré Ghosh. « C’est pourquoi nous ne savions pas avec certitude pendant un certain temps si les signaux étaient liés. à l’injection de liquide.

Pour déterminer sa source, les chercheurs ont utilisé des sismomètres installés autour d’un site de fracturation hydraulique à Wellington, au Kansas. Les données couvraient la totalité de la période d’injection de six mois par fracturation, ainsi qu’un mois avant et un mois après l’injection.

Après avoir éliminé le bruit de fond, l’équipe a montré que les signaux restants étaient générés sous terre et n’apparaissaient que pendant l’injection de fluide. « Nous n’avons détecté aucun tremblement avant ou après l’injection, ce qui suggère que les tremblements y sont liés », a déclaré Ghosh.

On sait depuis un certain temps que la fracturation hydraulique peut produire des tremblements de terre plus importants. Pour empêcher les failles de glisser sous terre et de provoquer des secousses, une option consiste à arrêter la fracturation hydraulique. Comme cela est peu probable, Ghosh affirme qu’il est important de surveiller ces activités pour comprendre comment leurs roches se déforment et suivre le mouvement des fluides après injection.

Des expériences de modélisation peuvent être réalisées pour aider les entreprises à déterminer quelles pressions d’injection de fluide ne doivent pas être dépassées. Le respect de ces limites permet de garantir que les fluides ne se déplacent pas vers de grandes failles souterraines, conduisant à une activité sismique nocive. Cependant, toutes les erreurs ne sont pas corrigées.

« Nous ne pouvons modéliser ce type d’expérience que lorsque nous savons qu’il y a une erreur. Il est possible qu’il y ait des erreurs dont nous ne sommes pas conscients, et dans ces cas, nous ne pouvons pas prédire ce qui va se passer », a déclaré Ghosh.

Référence : « Les signaux de gigue pendant l’injection de fluide sont générés par un glissement de défaut » par Shanku Neogi, Abhijit Ghosh, Abhash Kumar et Richard W. Hammack, 3 août 2023, les sciences.
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