Nas últimas semanas, A Califórnia experimentou chuvas excepcionalmente fortes. A Califórnia também é propensa a terremotos, hospedando a grande zona de falha de San Andreas.

Se houver uma onda incomum de terremotos no futuro próximo - dando tempo para que a chuva se infiltre profundamente nas falhas - a Califórnia pode se tornar um laboratório interessante para estudar possíveis conexões entre o clima e os terremotos. O efeito provavelmente será sutil e exigirá modelagem computacional sofisticada e análise estatística.

Terremotos são desencadeados por um pequeno incremento adicional de estresse adicionado a uma falha já carregada quase até o ponto de ruptura. Muitos processos naturais podem fornecer este pequeno incremento de estresse, incluindo o movimento das placas tectônicas, uma calota de gelo derretendo, e até atividades humanas.

Por exemplo, injetar água em poços - seja para eliminação de resíduos ou para retirar óleo residual de reservatórios esgotados - é particularmente provável de provocar terremotos.

Isso ocorre porque a pressão da água na zona de falha é importante no controle quando uma falha geológica ocorre. As zonas de falha invariavelmente contêm água subterrânea, e se a pressão desta água aumentar, a falha pode se tornar "não fixada". Os dois lados ficam então livres para deslizarem um pelo outro, causando um terremoto.

As mudanças hidrológicas não precisam ser repentinas ou grandes para alterar a pressão da água em uma zona de falha. Como os aquíferos são esgotados para irrigação, o lençol freático cai lentamente, que também pode desencadear terremotos. Portanto, não é surpreendente que eventos extremos de chuva também possam encorajar terremotos. Vários exemplos disso foram sinalizados por cientistas. Por exemplo, enxames de terremotos em 2002 seguiram-se a chuvas intensas ao redor do Monte Hochstaufen, na Alemanha, e nas regiões de Muotatal e Riemenstalden, na Suíça.

Qualquer estudo da relação entre o clima e os terremotos provavelmente levará tempo, e os resultados são controversos. Enquanto isso, agora é um bom momento para verificar se o seu aquecedor a gás está protegido contra terremotos e se a água potável de emergência é fresca. Afinal, um "grande" poderia vir a qualquer momento.

Terremotos desencadeantes

As pessoas sabiam que poderíamos induzir terremotos antes de saber o que eram. Assim que as pessoas começaram a cavar minerais do solo, quedas de rochas e desmoronamentos de túneis devem ter se tornado perigos reconhecidos.

Hoje, terremotos causados ​​por humanos ocorrem em uma escala muito maior. Os eventos 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. Enchimento de reservatórios de água atrás de represas, extração de petróleo e gás, e a produção de energia geotérmica são apenas algumas das atividades industriais modernas que induzem terremotos.

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

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

Além disso, nós achamos isso, porque pequenos terremotos podem desencadear outros maiores, atividade industrial tem potencial, em raras ocasiões, para induzir extremamente grande, eventos prejudiciais.

Como os humanos induzem terremotos

Como parte de nossa revisão, montamos um banco de dados de casos, ou seja, para nosso conhecimento, a mais completa elaborada até o momento. Em janeiro, lançamos este banco de dados publicamente. Esperamos que ele informe os cidadãos sobre o assunto e estimule a pesquisa científica sobre como lidar com esse novo desafio para a engenhosidade humana.

Nossa pesquisa mostrou que a atividade relacionada à mineração representa o maior número de casos em nosso banco de dados.

Inicialmente, a tecnologia de mineração era primitiva. As minas eram pequenas e relativamente rasas. Os eventos de colapso teriam sido menores - embora isso pudesse ter sido pouco consolador para alguém preso em um.

Mas as minas modernas existem em uma escala totalmente diferente. Minerais preciosos são extraídos de minas que podem ter mais de três quilômetros de profundidade ou se estender por vários quilômetros da costa sob os oceanos. A quantidade total de rocha removida pela mineração em todo o mundo chega agora a várias dezenas de bilhões de toneladas por ano. Isso é o dobro do que era há 15 anos - e deve dobrar novamente nos próximos 15. Enquanto isso, muito do carvão que abastece a indústria mundial já foi exaurido de camadas rasas, e as minas devem se tornar maiores e mais profundas para satisfazer a demanda.

À medida que as minas se expandem, terremotos relacionados à mineração tornam-se maiores e mais frequentes. Danos e fatalidades, também, aumentar a escala. 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 Taipei 101 de 700 megatons, criado em Taiwan na década de 1990, foi responsabilizado pelo aumento da frequência e do tamanho dos terremotos próximos.

Desde o início do século 20, está claro que encher grandes reservatórios de água pode induzir terremotos potencialmente perigosos. Isso entrou em foco trágico em 1967, quando, apenas cinco anos após o reservatório de Koyna de 32 milhas de comprimento, no oeste da Índia, ser preenchido, um terremoto de magnitude 6,3 atingiu, matando pelo menos 180 pessoas e danificando a barragem.

Ao longo das décadas seguintes, a atividade sísmica cíclica em andamento acompanhou aumentos e quedas no ciclo anual do nível do reservatório. Um terremoto maior que magnitude 5 ocorre em média a cada quatro anos. Nosso relatório descobriu que, Até a presente data, cerca de 170 reservatórios em todo o mundo supostamente induziram atividades sísmicas.

A produção de petróleo e gás esteve envolvida em vários terremotos destrutivos na faixa de magnitude 6 na Califórnia. Esta indústria está se tornando cada vez mais sismogênica à medida que os campos de petróleo e gás se esgotam. Em tais campos, além da remoção em massa pela produção, fluidos também são injetados para liberar os últimos hidrocarbonetos e descartar as grandes quantidades de água salgada que acompanham a produção em campos que estão expirando.

Uma tecnologia relativamente nova em petróleo e gás é o fraturamento hidráulico de gás de xisto, ou fracking, que por sua própria natureza gera pequenos terremotos como as fraturas da rocha. Ocasionalmente, isso pode levar a um terremoto de magnitude maior se os fluidos injetados vazarem em uma falha que já está estressada por processos geológicos.

O maior terremoto relacionado ao fraturamento hidráulico que foi relatado até agora ocorreu no Canadá, com uma magnitude de 4,6. Em Oklahoma, vários processos estão em andamento simultaneamente, incluindo a produção de petróleo e gás, eliminação de águas residuais e fracking. Lá, terremotos de magnitude 5,7 sacudiram arranha-céus que foram erguidos muito antes de tal sismicidade ser esperada. Se tal terremoto for induzido na Europa no futuro, isso pode ser sentido nas capitais de várias nações.

Nossa pesquisa mostra que a produção de vapor geotérmico e água foi associada a terremotos de magnitude 6,6 no Campo de Cerro Prieto, 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 abastecimento 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 no The Geysers, Califórnia.

Outros materiais bombeados para o subsolo, incluindo dióxido de carbono e gás natural, também causam atividade sísmica. Um projeto recente para armazenar 25 por cento das necessidades de gás natural da Espanha em um antigo, abandonado campo petrolífero offshore resultou no início imediato de uma vigorosa atividade sísmica com eventos de magnitude 4.3. A ameaça que isso representava para a segurança pública exigiu o abandono deste projeto de US $ 1,8 bilhão.

O que isso significa para o futuro

Hoje em dia, terremotos induzidos por grandes projetos industriais não são mais surpreendidos ou mesmo negados. Pelo contrário, quando um evento ocorre, a tendência pode ser a de buscar a culpa em um projeto industrial. Em 2008, um terremoto de magnitude 8 atingiu a Prefeitura de Ngawa, China, matando cerca de 90, 000 pessoas, devastando mais de 100 cidades, e casas desabando, estradas e pontes. As atenções rapidamente se voltaram para a barragem Zipingpu, nas proximidades, cujo reservatório foi enchido 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 acreditam ser necessária para induzir terremotos está diminuindo gradativamente. A grande Barragem das Três Gargantas na China, que agora contém 10 milhas cúbicas de água, já foi associada a terremotos de magnitude 4,6 e está sob vigilância cuidadosa.

Os cientistas agora enfrentam alguns desafios emocionantes. Terremotos podem produzir um "efeito borboleta":pequenas mudanças podem ter um grande impacto. Assim, não apenas uma infinidade de atividades humanas pode sobrecarregar a crosta terrestre com estresse, mas apenas pequenos acréscimos podem se tornar a gota d'água que quebra as costas do camelo, precipitando grandes terremotos que liberam o estresse acumulado carregado nas 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 de magnitude 5 libera tanta energia quanto a bomba atômica lançada em Hiroshima em 1945. Um terremoto de magnitude 7 libera tanta energia quanto a maior arma nuclear já testada, o teste do czar Bomba conduzido pela União Soviética em 1961. O risco de induzir esses terremotos é extremamente pequeno, mas as consequências, se isso acontecer, são extremamente grandes. Isso representa um problema de saúde e segurança que pode ser único na indústria para o tamanho máximo de desastre que poderia, em teoria, ocorrer. Contudo, 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 de sondagem mais rasos e volumes menores injetados. Deve-se encontrar um equilíbrio entre a necessidade crescente de energia e recursos e o nível de risco aceitável em cada projeto individual.

Este artigo foi publicado originalmente em The Conversation. Leia o artigo original.