Pesquisadores da EPFL e da Ecole Normale Supérieure em Paris descobriram que a presença de fluido pressurizado nas rochas circundantes pode reduzir a intensidade dos terremotos desencadeados por atividades humanas subterrâneas, como a produção de energia geotérmica.

Por volta de 100, 000 terremotos são registrados em todo o mundo a cada ano, mas nem todos ocorrem naturalmente. Alguns dos mais fracos são desencadeados pela atividade humana no subsolo - isso é conhecido como sismicidade induzida. Pesquisadores do Laboratório de Mecânica Experimental de Rochas da EPFL (LEMR) e da Ecole Normale Supérieure de Paris acabam de concluir um estudo sobre o papel dos fluidos na propagação de terremotos induzidos em um esforço para decifrar os mecanismos subjacentes. Suas descobertas incluem a descoberta extremamente contra-intuitiva de que a água altamente pressurizada nas proximidades de um terremoto tende a limitar - em vez de aumentar - sua intensidade. Esses resultados foram publicados hoje em Nature Communications .

Terremotos induzidos podem ser o resultado de atividades como mineração, extração de gás e petróleo, lixo tóxico ou armazenamento de CO2, e a construção de túneis e reservatórios de barragens. A geração de energia geotérmica é outra fonte potencial de terremotos induzidos - e a principal na Suíça. De acordo com o Serviço Sismológico Suíço, um projeto geotérmico perto de Basel causou um terremoto de magnitude 3,4 em 2006, e um em St. Gallen desencadeou um tremor de magnitude 3,5 em 2013.

A energia geotérmica é capturada pelo acesso ao calor subterrâneo. Água altamente pressurizada é bombeada para a crosta terrestre a uma profundidade entre dois e quatro quilômetros. A água é então recuperada como vapor e usada para acionar uma turbina produtora de eletricidade. "A injeção de água pode afetar o equilíbrio água-rocha e interromper as falhas próximas, desencadeando terremotos na área, "diz Marie Violay, quem dirige o LEMR.

Este tipo de terremoto é uma pedra no sapato dos proponentes geotérmicos, notas Mateo Acosta, um Ph.D. aluno do LEMR e principal autor do estudo:"Esses terremotos podem ser de baixa intensidade, mas podem causar danos e afetar a opinião pública - a ponto de descarrilar projetos. "

Absorção de calor

Acosta fez testes nos quais procurou replicar as condições do terremoto para estudar o impacto dos diferentes níveis de pressão da água subterrânea na dinâmica da falha. Ele se concentrou principalmente na propagação de terremotos, que é quando as duas placas em uma falha esfregam uma na outra, enviando ondas sísmicas para a área circundante.

"O atrito das rochas gera uma quantidade significativa de calor, que alimenta ainda mais o efeito de propagação, "diz o estudante de doutorado." Parte desse calor é absorvido pela água na rocha circundante, e a quantidade absorvida depende em grande parte dos parâmetros termodinâmicos da água. O que aprendemos com nossos experimentos é que quanto mais próxima a pressão inicial do fluido está da pressão crítica da água, mais fraco será o terremoto. "

"Esta pesquisa mostra que a pressão inicial do fluido nas rochas é crucial, especialmente em profundidades comumente alcançadas por atividades geotérmicas. Os modelos geotérmicos precisam levar isso em consideração, "diz François-Xavier Passelègue, pesquisador do LEMR e segundo autor do estudo.

O laboratório adquiriu recentemente equipamentos sofisticados que podem ser usados ​​para simular níveis de pressão e temperatura em profundidades de 10 a 15 quilômetros na crosta terrestre. Os pesquisadores planejam usar este equipamento para medir com mais precisão o impacto da água subterrânea na intensidade do terremoto.