“Ci sono modi migliori di fare le cose“ dice Erin Brockovich, l’attivista ambientalista ritratto nel film che ha vinto l’Oscar nel 2000, e che è diventato una delle persone che più recentemente si è occupato dei frequenti terremoti, causati dall’uomo, che stanno affliggendo lo stato dell’Oklahoma negli USA.
Nel 2008, lo stato aveva registrato solo un terremoto di magnitudo 3 o più (abbastanza forte da essere sentito dalla popolazione locale). Nel 2015, il numero dei terremoti di magnitudo equivalente era arrivato ad un numero sconvolgente di 903 episodi. L’Oklahoma si è trasformata da zona dal rischio sismico irrilevante ad una zona calda in meno di un decennio.
Gli scienziati attribuiscono questo aumento, senza precedenti, nella sismicità, alle industrie di petrolio e gas che iniettano i loro rifiuti (noti come “acqua salata“) profondamente sottoterra. In uno studio pubblicato nel Journal of Science, i miei colleghi ed io, abbiamo ora dimostrato che le dimensioni di questi terremoti causati dall’uomo sono fortemente legati alla profondità alla quale l’acqua salata è iniettata. Come risultato, riducendo la profondità delle iniezioni potrebbe significativamente ridurre la probabilità di terremoti più estesi e pericolosi.
Ci sono adesso più di 10000 pozzi di iniezione sparsi in tutto l’Oklahoma. Questo dato include sia i pozzi di recupero del petrolio sia i pozzi usati per depositare l’acqua salata che è un prodotto di scarto del processo di estrazione del petrolio e del gas. L’acqua è iniettata profondamente sottoterra, solitamente alla profondità di uno a due km. Questo allo scopo di evitare la contaminazione delle falde di acqua potabile. Dal 2011, sono stati iniettati una media di 2.3 milioni di barili di liquido, all’anno, negli strati molto profondi della roccia sedimentaria.
Il legame tra i terremoti in Oklahoma e lo smaltimento delle acque di scarico è stato stabilito da uno studio del 2013 che ha mostrato la forte relazione tra le zone delle iniezioni e i terremoti, inclusi l’evento sismico di magnitudo 5.7 di Prague.
Dal 2015, nuove norme hanno portato ad una complessiva diminuzione del numero dei terremoti. Ma l’energia sismica totale (il “momento”) non è diminuito in maniera significativa come si aspettava. Infatti, un numero di forti terremoti, incluso quello di Pawnee (magnitudo 5.8), il più grande nella storia dello stato, ha colpito l’Oklahoma nel 2016, dopo che le nuove norme sono entrate in vigore. Si pensa anche che ci siano stati meno terremoti soltanto perchè un prezzo più basso del petrolio ha causato una minor produzione di petrolio e di smaltimento di acqua salata, e che la sismicità aumenterebbe se il prezzo del petrolio dovrebbe nuovamente crescere.
Modellare i terremoti
Il nostro Nuovo studio ha fatto luce sulla complessità della sismicità causata in Oklahoma. Abbiamo un modello computerizzato tra l’attività sismica, la geologia e le operazioni di iniezione, usando i dati relativi a sei anni di smaltimento dei liquidi nello stato. Questo dimostra che più acqua salata si inietta e più grande è la profondità dell’iniezione, più grande sarà il terremoto che ne risulterà.
E’ anche molto probabile che l’iniezione causi terremoti al livello di profondità dove agli strati di roccia sedimentaria seguono le rocce cristalline di “basamento”, alla profondità tra uno e sei km. Questo non dovrebbe sorprenderci perché noi sappiamo che quando il liquido entra negli spazi intra rocciosi può indebolirli in maniera rilevante. I liquidi pressurizzati possono di fatto lubrificare, far smottare, antiche zone difettose che hanno subito stress lungo il tempo, diventando così più inclini al cedimento.
Fare le iniezioni meno profondamente, cioè più lontano dalle rocce di basamento nelle aree chiave, potrebbe ridurre significativamente l’energia annuale rilasciata dai terremoti, rendendo i terremoti più larghi meno probabili. Le attuali norme possono richiedere agli operatori di ridurre le iniezioni o di aumentare la profondità alla quale i pozzi iniettano rispetto al basamento cristallino, ma spesso i dati non ci sono oppure non sono basati sulle prove scientifiche.
Speriamo che il nostro approccio aiuterà l’ente di controllo a testare gli effetti di nuove regole sul potenziale impatto di nuovi pozzi di iniezione. Un altro grande vantaggio è che il nostro modello può essere facilmente aggiornato quando nuovi dati siano disponibili. Questo è importante perché diverse aree, col tempo, sono diventate sismicamente attive. Questo tipo di modello può essere usato per identificare zone che diventano più vulnerabili ai terremoti, ed aiutare a gestire la sismicità in Oklahoma e altre aree dove si effettuano iniezioni di acqua di sale.
La maggior parte delle persone coinvolte, che includono Erin Brockovich, ammettono che “efficienti, immediati e realistici passi “vanno intrapresi per affrontare il problema dei terremoti in Oklahoma. La scienza dello smaltimento può offrire qualche soluzione pratica, e il nostro studio è soltanto il primo passo. Abbiamo bisogno del supporto dei ricercatori, operatori e normatori, per assicurare che questo approccio abbia un effetto duraturo sulla riduzione dei terremoti causati dall’uomo.
Thomas Gernon, Professore Associato in Scienze della Terra, University of Southampton
