Terremotos desencadeados por seres humanos representam risco crescente

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Devastação na província de Sichuan após o terremoto de 2008 Wenchuan, pensado para ser induzido pela atividade industrial em um reservatório próximo. dominiqueb / flickr

As pessoas sabiam que poderíamos induzir terremotos antes de sabermos o que eram. Assim que as pessoas começaram a extrair minérios do solo, quedas de rochas e colapsos de túneis devem ter se tornado perigos reconhecidos.

Hoje, os terremotos causados ​​por seres humanos ocorrem em uma escala muito maior. Os acontecimentos do último século mostraram que a mineração é apenas uma das muitas atividades industriais que podem induzir terremotos grandes o suficiente para causar danos significativos e morte. O preenchimento de reservatórios de água atrás de barragens, a extração de petróleo e gás e a produção de energia geotérmica são apenas algumas das atividades industriais modernas demonstradas para induzir terremotos.

Como mais e mais tipos de atividade industrial foram reconhecidos como potencialmente sismogênicos, a Nederlandse Aardolie Maatschappij BV, uma empresa de petróleo e gás com sede na Holanda, nos encarregou de conduzir uma revisão global abrangente de todos os terremotos induzidos pelo homem.

Nosso trabalho reuniu uma imagem rica das centenas de peças de quebra-cabeças espalhadas pela literatura científica nacional e internacional de muitas nações. A amplitude de atividade industrial que encontramos como potencialmente sismogênica foi uma surpresa para muitos cientistas. À medida que a escala da indústria cresce, o problema dos terremotos induzidos também está aumentando.

Além disso, descobrimos que, como os pequenos terremotos podem desencadear os maiores, a atividade industrial tem o potencial, em raras ocasiões, de induzir eventos extremamente grandes e prejudiciais.

Como os humanos induzem terremotos

Como parte de nossa revisão, reunimos um banco de dados de casos que, até onde sabemos, são os mais completos elaborados até o momento. Em janeiro 28, vamos liberar este banco de dados publicamente. Esperamos que ele informe os cidadãos sobre o assunto e estimule a pesquisa científica sobre como administrar esse novo desafio à engenhosidade humana.


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Nossa pesquisa mostrou que a atividade relacionada à mineração é responsável pelo maior número de casos em nosso banco de dados.

terremotos 2 2Inicialmente, a tecnologia de mineração era primitiva. As minas eram pequenas e relativamente rasas. Os eventos de colapso teriam sido menores - embora isso possa ter sido um pouco de conforto para quem foi pego em um.

Mas as minas modernas existem em uma escala totalmente diferente. Minerais preciosos são extraídos de minas que podem ter mais de duas milhas de profundidade ou se estenderem por vários quilômetros da costa sob os oceanos. A quantidade total de rocha removida pela mineração mundial agora é de várias dezenas de bilhões de toneladas por ano. Isso é o dobro do que era 15 anos atrás - e está definido para dobrar novamente no próximo 15. Enquanto isso, grande parte do carvão que abastece a indústria mundial já foi exaurida de camadas rasas, e as minas devem se tornar maiores e mais profundas para satisfazer a demanda.

À medida que as minas se expandem, os terremotos relacionados à mineração se tornam maiores e mais frequentes. Danos e fatalidades também aumentam. Centenas de mortes ocorreram em minas de carvão e minerais nas últimas décadas como resultado de terremotos de magnitude 6.1 que foram induzidos.

Outras atividades que podem induzir terremotos incluem a construção de superestruturas pesadas. o Edifício 700-megaton Taipei 101, criado em Taiwan no 1990s, foi responsabilizado pela crescente frequência e tamanho dos terremotos próximos.

Desde o início do século 20, ficou claro que o preenchimento de grandes reservatórios de água pode induzir terremotos potencialmente perigosos. Isto entrou em enfoque trágico em 1967 quando, apenas cinco anos após o reservatório de Koyna de 12 quilômetros de extensão de 32 no oeste da Índia estar cheio, terremoto de magnitude 6.3 atingiu, matando pelo menos 180 pessoas e danificando a represa.

Ao longo das décadas seguintes, a atividade cíclica do terremoto acompanhou os aumentos e quedas no ciclo anual do nível do reservatório. Um terremoto maior que a magnitude 5 ocorre em média a cada quatro anos. Nosso relatório descobriu que, até o momento, alguns reservatórios da 170 em todo o mundo teriam induzido atividade sísmica.

terremotos2 2 2A produção de petróleo e gás foi implicada em vários terremotos destrutivos na faixa 6 de magnitude na Califórnia. Esta indústria está se tornando cada vez mais sismogênica à medida que os campos de petróleo e gás se esgotam. Nesses campos, além da remoção em massa por produção, os fluidos também são injetados para eliminar o último dos hidrocarbonetos e para descartar as grandes quantidades de água salgada que acompanham a produção nos campos que expiram.

Uma tecnologia relativamente nova em petróleo e gás é a fraturação hidráulica com gás de xisto, ou fracking, que, por sua própria natureza, gera pequenos terremotos quando as rochas se rompem. Ocasionalmente, isso pode levar a um terremoto de magnitude maior se os fluidos injetados vazarem para uma falha que já esteja estressada por processos geológicos.

O maior terremoto relacionado a fraturamento que foi relatado até agora ocorreu no Canadá, com uma magnitude de 4.6. Em Oklahoma, vários processos estão em andamento simultaneamente, incluindo produção de petróleo e gás, descarte de efluentes e fraturamento. Lá, terremotos de magnitude 5.7 sacudiram os arranha-céus erguidos muito antes de tal sismicidade ser esperada. Se tal terremoto for induzido na Europa no futuro, ele poderá ser sentido nas capitais de várias nações.

Nossa pesquisa mostra que a produção de vapor e água geotérmica tem sido associada a terremotos de magnitude 6.6 no Campo Cerro Prieto, no México. A energia geotérmica não é renovável por processos naturais na escala de tempo de uma vida humana, portanto a água deve ser reinjetada no subsolo para garantir um fornecimento contínuo. Este processo parece ser ainda mais sismogênico do que a produção. Existem inúmeros exemplos de enxames de terremotos que acompanham a injeção de água em poços, como em The Geysers, Califórnia.

Outros materiais bombeados no subsolo, incluindo dióxido de carbono e gás natural, também causam atividade sísmica. Um projeto recente para armazenar 25 por cento dos requisitos de gás natural da Espanha em um campo de petróleo offshore antigo e abandonado resultou no início imediato de atividade sísmica vigorosa com eventos de magnitude 4.3. A ameaça que isso representava para a segurança pública exigia abandono deste projeto de US $ 1.8 bilhões.

O que isso significa para o futuro

Hoje em dia, terremotos induzidos por grandes projetos industriais já não se encontram com surpresa ou mesmo negação. Pelo contrário, quando ocorre um evento, a tendência pode ser procurar um projeto industrial para culpar. Em 2008, um terremoto na escala 8 atingiu a província de Ngawa, na China, matando cerca de 90,000 pessoas, devastando cidades 100, e desmoronando casas, estradas e pontes. A atenção rapidamente se voltou para a represa de Zipingpu, cujo reservatório havia sido preenchido apenas alguns meses antes, embora a ligação entre o terremoto e o reservatório ainda não tenha sido comprovada.

A quantidade mínima de carga de estresse que os cientistas acham necessária para induzir terremotos está diminuindo constantemente. A grande Represa de Três Gargantas na China, que agora libera 10 milhas cúbicas de água, já foi associada a terremotos de magnitude 4.6 e está sob vigilância cuidadosa.

Os cientistas agora são apresentados com alguns desafios interessantes. Os terremotos podem produzir um “efeito borboleta”: pequenas mudanças podem ter um grande impacto. Assim, não apenas uma pletora de atividades humanas pode carregar a crosta terrestre com o estresse, mas apenas pequenos acréscimos podem se tornar a última gota que quebra as costas do camelo, precipitando grandes terremotos que liberam o estresse acumulado em falhas geológicas por séculos de processos geológicos. Se ou quando esse estresse teria sido liberado naturalmente em um terremoto é uma questão desafiadora.

Um terremoto na faixa 5 de magnitude libera tanta energia quanto a bomba atômica caiu em Hiroshima em 1945. Um terremoto na escala 7 de magnitude libera tanta energia quanto a maior arma nuclear já testada, o teste Tsar Bomba conduzido pela União Soviética no 1961. O risco de induzir esses terremotos é extremamente pequeno, mas as conseqüências, se acontecerem, são extremamente grandes. Isso representa um problema de saúde e segurança que pode ser único na indústria para o tamanho máximo do desastre que poderia, em teoria, ocorrer. No entanto, terremotos raros e devastadores são um fato da vida em nosso planeta dinâmico, independentemente de haver ou não atividade humana.

Nosso trabalho sugere que a única maneira baseada em evidências de limitar o tamanho dos terremotos em potencial pode ser limitar a escala dos próprios projetos. Na prática, isso significaria minas e reservatórios menores, menos minerais, petróleo e gás extraídos dos campos, furos mais rasos e volumes menores injetados. Um equilíbrio deve ser alcançado entre a crescente necessidade de energia e recursos e o nível de risco aceitável em cada projeto individual.

A Conversação

Sobre o autor

Gillian Foulger, professor de geofísica, Universidade de Durham; Jon Gluyas,, Universidade de Durhame Miles Wilson, Ph.D. Estudante no Departamento de Ciências da Terra, Universidade de Durham

Este artigo foi originalmente publicado em A Conversação. Leia o artigo original.

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