Devastación en la provincia de Sichuan después del terremoto de 2008 Wenchuan, que se cree fue inducida por la actividad industrial en un embalse cercano. Dominiqueb / flickr

La gente sabía que podíamos inducir terremotos antes de saber lo que eran. Tan pronto como la gente comenzó a extraer minerales del suelo, los desprendimientos de rocas y los colapsos de los túneles deben haberse convertido en peligros reconocidos.

Hoy en día, los terremotos causados ​​por los humanos ocurren a una escala mucho mayor. Los acontecimientos en el último siglo han demostrado que la minería es solo una de las muchas actividades industriales que pueden provocar terremotos lo suficientemente grandes como para causar daños significativos y la muerte. El llenado de los depósitos de agua detrás de las presas, la extracción de petróleo y gas, y la producción de energía geotérmica son solo algunas de las actividades industriales modernas que se ha demostrado que provocan terremotos.

A medida que se reconoció que cada vez más tipos de actividad industrial eran potencialmente sismogénicos, Nederlandse Aardolie Maatschappij BV, una compañía de petróleo y gas con sede en los Países Bajos, nos encargó realizar una revisión global exhaustiva de todos los terremotos inducidos por el hombre.

Nuestro trabajo reunió una rica imagen de los cientos de piezas de rompecabezas esparcidas por la literatura científica nacional e internacional de muchas naciones. La amplitud de la actividad industrial que encontramos potencialmente sismogénica sorprendió a muchos científicos. A medida que la escala de la industria crece, el problema de los terremotos inducidos también aumenta.

Además, encontramos que, debido a que los terremotos pequeños pueden desencadenar los más grandes, la actividad industrial tiene el potencial, en raras ocasiones, de inducir eventos extremadamente grandes y dañinos.

Cómo los humanos inducen terremotos

Como parte de nuestra revisión, reunimos una base de datos de casos que, según nuestro conocimiento, es la más completa elaborada hasta la fecha. El Jan. 28, lo haremos liberar esta base de datos públicamente. Esperamos que informe a los ciudadanos sobre el tema y estimule la investigación científica sobre cómo gestionar este nuevo desafío al ingenio humano.

Nuestra encuesta mostró las cuentas de actividades relacionadas con la minería para la mayor cantidad de casos en nuestra base de datos.

Inicialmente, la tecnología minera era primitiva. Las minas eran pequeñas y relativamente superficiales. Los eventos de colapso habrían sido menores, aunque esto podría haber sido poco reconfortante para cualquier persona atrapada en uno.

Pero las minas modernas existen en una escala totalmente diferente. Los minerales preciosos se extraen de minas que pueden tener más de dos millas de profundidad o se extienden a varias millas de la costa bajo los océanos. La cantidad total de roca removida por la minería en todo el mundo ahora asciende a varias decenas de miles de millones de toneladas por año. Eso es el doble de lo que era 15 hace años, y está programado para duplicarse nuevamente en el próximo 15. Mientras tanto, gran parte del carbón que alimenta la industria mundial ya se ha agotado desde las capas poco profundas, y las minas deben volverse más grandes y profundas para satisfacer la demanda.

A medida que las minas se expanden, los terremotos relacionados con la minería se vuelven más grandes y más frecuentes. Los daños y las muertes también aumentan. Cientos de muertes han ocurrido en minas de carbón y minerales en las últimas décadas como resultado de terremotos de hasta magnitud 6.1 que han sido inducidos.

Otras actividades que pueden inducir terremotos incluyen la construcción de superestructuras pesadas. los Edificio 700-megaton Taipei 101, criado en Taiwán en los 1990, fue culpado por la creciente frecuencia y tamaño de los terremotos cercanos.

Desde principios del siglo XNXX, ha quedado claro que el llenado de grandes depósitos de agua puede inducir a terremotos potencialmente peligrosos. Esto llegó a un trágico enfoque en 20 cuando, solo cinco años después de que se llenara el embalse de Koyna de 1967 de una milla de longitud en el oeste de India, un magnitud 6.3 terremoto golpeado, matando al menos a las personas 180 y dañando la presa.

A lo largo de las siguientes décadas, la actividad sísmica cíclica en curso acompañó aumentos y caídas en el ciclo anual de nivel de embalse. Un terremoto mayor a la magnitud 5 ocurre allí en promedio cada cuatro años. Nuestro informe encontró que, hasta la fecha, algunos embalses de 170 en todo el mundo supuestamente han provocado actividad sísmica.

La producción de petróleo y gas estuvo implicada en varios terremotos destructivos en el rango 6 de magnitud en California. Esta industria se está volviendo cada vez más sismogénica a medida que se agotan los campos de petróleo y gas. En dichos campos, además de la eliminación de masa durante la producción, también se inyectan fluidos para eliminar los últimos hidrocarburos y para eliminar las grandes cantidades de agua salada que acompañan a la producción en los campos que expiran.

Una tecnología relativamente nueva en petróleo y gas es la fracturación hidráulica de shale-gas, o fracking, que por su propia naturaleza genera pequeños terremotos a medida que la roca se fractura. De vez en cuando, esto puede conducir a un terremoto de mayor magnitud si los fluidos inyectados se filtran en una falla que ya está estresada por los procesos geológicos.

El mayor terremoto relacionado con el fracking que se ha informado hasta ahora se produjo en Canadá, con una magnitud de 4.6. En Oklahoma, se están llevando a cabo múltiples procesos simultáneamente, incluida la producción de petróleo y gas, la eliminación de aguas residuales y el fracking. Allí, terremotos de la magnitud 5.7 han sacudido a los rascacielos que se erigieron mucho antes de que se esperara tal sismicidad. Si tal terremoto es inducido en Europa en el futuro, podría sentirse en las capitales de varias naciones.

Nuestra investigación muestra que la producción de vapor y agua geotérmica se ha asociado con terremotos de magnitud 6.6 en el campo Cerro Prieto, México. La energía geotérmica no es renovable por procesos naturales en la escala de tiempo de una vida humana, por lo que el agua debe reinyectarse bajo tierra para garantizar un suministro continuo. Este proceso parece ser incluso más sismogénico que la producción. Hay numerosos ejemplos de enjambres de terremotos que acompañan la inyección de agua en los pozos, como en The Geysers, California.

Otros materiales que se bombean bajo tierra, como el dióxido de carbono y el gas natural, también causan actividad sísmica. Un proyecto reciente para almacenar el 25 por ciento de las necesidades de gas natural de España en un antiguo campo petrolífero abandonado en alta mar resultó en el inicio inmediato de una actividad sísmica vigorosa con eventos de magnitud 4.3. La amenaza que esto representaba para la seguridad pública necesitaba abandono de este proyecto de US $ 1.8 billones.

Lo que esto significa para el futuro

Hoy en día, los terremotos inducidos por grandes proyectos industriales ya no se encuentran con sorpresa o incluso con negación. Por el contrario, cuando ocurre un evento, la tendencia puede ser buscar un proyecto industrial para culpar. En 2008, un terremoto de magnitud 8 golpeó la prefectura de Ngawa, China, matando a personas de 90,000, devastando ciudades 100 y destruyendo casas, carreteras y puentes. La atención se dirigió rápidamente a la vecina represa de Zipingpu, cuyo embalse se había llenado unos meses antes, aunque el vínculo entre el terremoto y el embalse aún no se ha demostrado.

La cantidad mínima de carga de estrés que los científicos creen que es necesaria para inducir terremotos se está arrastrando constantemente hacia abajo. La gran presa de las Tres Gargantas en China, que ahora confunde 10 millas cúbicas de agua, ya se ha asociado con terremotos de magnitud 4.6 y está bajo vigilancia cuidadosa.

Los científicos ahora se presentan con algunos desafíos emocionantes. Los terremotos pueden producir un "efecto mariposa": pequeños cambios pueden tener un gran impacto. Por lo tanto, no solo una gran cantidad de actividades humanas pueden cargar la corteza terrestre con el estrés, sino que pequeñas adiciones pueden convertirse en el colmo que rompe la espalda del camello, precipitando grandes terremotos que liberan la tensión acumulada cargada en fallas geológicas por siglos de procesos geológicos. Ya sea o cuando ese estrés se haya liberado naturalmente en un terremoto es una pregunta desafiante.

Un terremoto de la magnitud 5 libera tanta energía como la bomba atómica lanzada sobre Hiroshima en 1945. Un terremoto de la magnitud 7 libera tanta energía como la mayor arma nuclear jamás probada, la prueba Tsar Bomba realizada por la Unión Soviética en 1961. El riesgo de inducir tales terremotos es extremadamente pequeño, pero las consecuencias si ocurrieran son extremadamente grandes. Esto plantea un problema de salud y seguridad que puede ser único en la industria para el tamaño máximo de desastre que, en teoría, podría ocurrir. Sin embargo, los terremotos raros y devastadores son un hecho de la vida en nuestro planeta dinámico, independientemente de si hay actividad humana o no.

Nuestro trabajo sugiere que la única forma basada en la evidencia para limitar el tamaño de los posibles terremotos puede ser limitar la escala de los proyectos mismos. En la práctica, esto significaría minas y embalses más pequeños, menos minerales, petróleo y gas extraídos de los campos, pozos menos profundos y volúmenes más pequeños inyectados. Se debe lograr un equilibrio entre la creciente necesidad de energía y recursos y el nivel de riesgo que es aceptable en cada proyecto individual.

Sobre el Autor

Gillian Foulger, Profesora de Geofísica, Universidad de Durham; Jon Gluyas,, Universidad de Durhamy Miles Wilson, Ph.D. Estudiante en el Departamento de Ciencias de la Tierra, Universidad de Durham

Este artículo se publicó originalmente el La conversación. Leer el articulo original.

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