Embora o descarte de águas residuais tenha sido a principal força motriz por trás do aumento da atividade sísmica no sul do Kansas desde 2013, um novo estudo conclui que o descarte não mudou significativamente a orientação do estresse na crosta terrestre na região.

Atividades como descarte de águas residuais podem alterar a pressão dos poros, forma e tamanho dentro das camadas de rocha, de maneiras que causam falhas nas proximidades durante um terremoto. Acredita-se que esses efeitos estejam por trás dos terremotos induzidos mais recentes no centro e no leste dos Estados Unidos.

É possível, Contudo, que a atividade humana também pode levar a terremotos, alterando a orientação das tensões que atuam nas falhas na região, disse o sismólogo do U.S. Geological Survey Robert Skoumal, que foi coautor do estudo em Cartas de pesquisa sismológica com a sismóloga Elizabeth Cochran do USGS.

"Uma vez que não vemos evidências de uma rotação de tensão significativa [na região], achamos que a maioria dos terremotos no sul do Kansas se deve a mudanças nas pressões dos poros ou efeitos porelásticos, e não devido a rotações de tensão, "Disse Skoumal.

Uma maneira que os pesquisadores podem aprender mais sobre a orientação do campo de tensão em camadas de rocha onde o fluido preenche fraturas na rocha é por meio de um efeito de onda sísmica chamado divisão de onda de cisalhamento. Algumas das ondas de cisalhamento que viajam através da rocha se movem paralelamente às fraturas abertas e são, portanto, mais rápidas, enquanto outros se movem perpendicularmente às fraturas e têm uma velocidade menor. Estimar a direção das ondas rápidas pode ajudar a determinar a orientação do campo de tensão.

Um estudo anterior de divisão de onda de cisalhamento no sul do Kansas estimou uma rotação de 90 graus na direção rápida começando em 2015, que os autores do estudo atribuíram a elevadas pressões de fluido de poro da eliminação de águas residuais. Contudo, a rotação coincidiu com uma mudança nas estações usadas para observar as ondas de cisalhamento.

Skoumal e Cochran decidiram dar uma outra olhada nas mudanças de tensão no sul do Kansas como parte de um esforço maior para caracterizar a tensão em reservatórios de rocha sem perfurar furos de sondagem caros. Quando eles analisaram a divisão de ondas de cisalhamento usando dados de alta qualidade coletados de uma rede sísmica local estável, eles descobriram que a orientação regional para o estresse permaneceu relativamente constante entre 2014 e 2017.

As condições geológicas de um reservatório de águas residuais podem afetar se a injeção pode alterar a orientação do estresse, Skoumal observou. A maior parte da água residual injetada no sul do Kansas foi para camadas rochosas chamadas Grupo Arbuckle, "que está subpressurizado - o fluido pode ser 'derramado' sem a necessidade de uma bomba, "Skoumal disse, observando que as pressões dos poros podem se difundir rapidamente na rocha altamente permeável.

Não há relatórios de rotações de tensão significativas devido ao descarte de águas residuais, os autores observam, sugerindo que pode não ser uma ocorrência comum, as rotações de tensão são menores do que podem ser detectadas com os métodos atuais, ou que o fenômeno não foi estudado o suficiente. Até recentemente, a instrumentação sísmica tem sido esparsa em muitos lugares que experimentaram um grande aumento no descarte de águas residuais na última década.

"Documentar as orientações de estresse já é um desafio nessas regiões, e caracterizar as mudanças nesses estresses ao longo do tempo é um desafio ainda maior, "Skoumal disse." Nas áreas onde olhamos, no entanto, não vimos evidências convincentes de rotações de estresse significativas devido ao descarte de águas residuais. "