As tensões liberadas por terremotos induzidos pelo homem e naturais na região central dos Estados Unidos são, em muitos casos, indistinguíveis, o que significa que as ferramentas existentes para prever danos causados ​​por tremores podem ser aplicadas a ambos os tipos.

Essa é a principal conclusão de um estudo realizado por um sismólogo da Universidade de Michigan e dois colegas da Universidade de Stanford, agendada para publicação online em 2 de agosto na revista Avanços da Ciência .

"Nosso estudo mostra que terremotos induzidos e naturais na região central dos EUA são inerentemente semelhantes, e podemos prever os efeitos prejudiciais de terremotos induzidos usando a mesma estrutura dos terremotos naturais, "disse Yihe Huang, primeiro autor do Avanços da Ciência papel e professor assistente no Departamento de Ciências da Terra e Ambientais da U-M.

"Nossa descoberta simplifica a tarefa de avaliação de risco porque não temos que tratar o tremor desses dois tipos de terremotos de forma diferente, "disse o co-autor Gregory Beroza, co-diretor do Centro de Sismicidade Induzida e Disparada de Stanford.

No centro e leste dos EUA, o número de terremotos aumentou dramaticamente nos últimos anos. Eliminação de águas residuais em poços profundos, frequentemente associada à extração de petróleo e gás natural, é a principal causa do recente aumento na região central dos EUA, de acordo com o U.S. Geological Survey.

Em março, O USGS concluiu que cerca de 3,5 milhões de pessoas vivem e trabalham em áreas do centro e do leste dos EUA com potencial significativo para tremores prejudiciais de terremotos causados ​​por humanos em 2017. A maioria deles vive em Oklahoma e no sul do Kansas.

Uma questão chave é se esses chamados terremotos induzidos excitam movimentos do solo que são substancialmente diferentes daqueles de terremotos que ocorrem naturalmente. Se for esse o caso, então, os terremotos induzidos pelo homem podem resultar em diferentes níveis e tipos de danos a edifícios e infraestrutura.

Mas se os movimentos do solo em terremotos induzidos e naturais são basicamente os mesmos, então as equações usadas para prever danos de terremotos naturais também podem ser aplicadas a terremotos induzidos pelo homem.

Para responder a esta pergunta, Huang e seus colegas usaram gravações instrumentais disponíveis para estimar a queda do estresse - a diferença entre o estresse em uma falha antes e depois de um terremoto - de 39 terremotos induzidos e naturais de magnitude moderada no centro dos EUA e no leste da América do Norte.

Eles descobriram que as quedas de tensão de terremotos induzidos e naturais na região central dos EUA são "indistinguíveis", uma vez que o mecanismo de falha e a profundidade dos terremotos são contabilizados. A descoberta sugere que as equações de previsão de movimento do solo, conhecido como GMPEs, usado para prever danos de terremotos naturais também pode ser aplicado a terremotos induzidos.

Os resultados também são consistentes com a ideia de que tanto os terremotos de ocorrência natural quanto os induzidos são impulsionados por tensões ao longo das falhas geológicas e que a injeção de fluidos em poços de disposição profundos avança o tempo de terremotos induzidos, desencadeando-os.

Os pesquisadores analisaram terremotos naturais e induzidos com magnitudes entre 3,8 e 5,8 na região central dos EUA e leste da América do Norte, compreendendo três populações.

Eles analisaram terremotos naturais dentro e ao redor das zonas sísmicas de New Madrid e Wabash Valley no centro dos EUA, bem como terremotos induzidos ocorrendo mais a oeste, mas a leste das Montanhas Rochosas, principalmente em Oklahoma e no sul do Kansas.

No centro dos EUA, mais da metade dos terremotos induzidos foram mais rasos do que 5 quilômetros (3,1 milhas), enquanto todos os terremotos de ocorrência natural foram mais profundos do que 5 quilômetros.

No leste da América do Norte, eles estudaram terremotos que ocorrem naturalmente nos EUA e no Canadá ao redor e a leste dos Montes Apalaches.

"Descobrimos que terremotos de ocorrência natural no leste podem causar tremores mais fortes do que terremotos naturais no centro dos EUA, diferenças que podem ser devidas em parte ao tipo de falha, "disse o co-autor William Ellsworth, co-diretor do Centro de Sismicidade Induzida e Disparada de Stanford.

A maioria dos terremotos orientais ocorrem em falhas reversas, enquanto a maioria dos terremotos induzidos e naturais centrais dos EUA ocorrem em falhas de deslizamento. Terremotos com falha reversa normalmente têm um tremor mais forte do que terremotos colisão-deslizamento.

Entre 1980 e 2000, Oklahoma teve uma média de cerca de dois terremotos maiores ou iguais a magnitude 2,7 por ano, de acordo com o U.S. Geological Survey. Esse número saltou para cerca de 2, 500 em 2014 e 4, 000 em 2015, então caiu para 2, 500 em 2016, de acordo com USGS. Em 3 de setembro, 2016, um terremoto de magnitude 5,8 atingiu Oklahoma, o maior terremoto do estado até hoje.

De acordo com o USGS, muitos terremotos em Oklahoma e outras partes da região central dos EUA foram desencadeados por injeção de fluido de águas residuais associada a operações de petróleo e gás. Em alguns casos, o descarte de águas residuais em poços profundos está associado a locais de fraturamento hidráulico. Contudo, estudos sugerem que o próprio processo de fraturamento hidráulico raramente é a causa direta desses terremotos.