Questa è la principale conclusione di uno studio condotto da un sismologo dell'Università del Michigan e da due colleghi dell'Università di Stanford, pubblicato online il 2 agosto sulla rivista Science Advances.
"Il nostro studio dimostra che i terremoti indotti e quelli naturali negli Stati Uniti centrali sono intrinsecamente simili e che possiamo prevedere gli effetti dannosi dei terremoti indotti utilizzando lo stesso quadro di riferimento dei terremoti naturali", ha dichiarato Yihe Huang, primo autore dell'articolo su Science Advances e professore assistente presso il Dipartimento di Scienze della Terra e dell'Ambiente dell'Università del Michigan.
"La nostra scoperta semplifica il compito della valutazione della pericolosità, perché non dobbiamo trattare in modo diverso le scosse di questi due tipi di terremoti", ha dichiarato il coautore Gregory Beroza, condirettore del Centro per la sismicità indotta e innescata di Stanford.
Negli Stati Uniti centrali e orientali, il numero di terremoti è aumentato drasticamente negli ultimi anni. Lo smaltimento delle acque reflue in pozzi profondi, spesso associato all'estrazione di petrolio e gas naturale, è la causa principale del recente aumento negli Stati Uniti centrali, secondo l'U.S. Geological Survey.
A marzo, l'USGS ha concluso che circa 3,5 milioni di persone vivono e lavorano in aree degli Stati Uniti centrali e orientali con un potenziale significativo di scosse dannose da terremoti causati dall'uomo nel 2017. La maggior parte di loro vive in Oklahoma e nel Kansas meridionale.
Una domanda fondamentale è se questi cosiddetti terremoti indotti eccitino moti del suolo sostanzialmente diversi da quelli dei terremoti naturali. Se così fosse, i terremoti indotti dall'uomo potrebbero causare livelli e tipi diversi di danni a edifici e infrastrutture.
Ma se i moti del suolo indotti e quelli naturali sono in gran parte uguali, allora le equazioni utilizzate per prevedere i danni dei terremoti naturali possono essere applicate anche ai terremoti indotti dall'uomo.
Per rispondere a questa domanda, Huang e i suoi colleghi hanno utilizzato le registrazioni strumentali disponibili per stimare il calo di stress - la differenza tra lo stress attraverso una faglia prima e dopo un terremoto - di 39 terremoti indotti e naturali di moderata magnitudo negli Stati Uniti centrali e nel Nord America orientale.
Hanno scoperto che i cali di stress dei terremoti indotti e naturali negli Stati Uniti centrali sono "indistinguibili" una volta che si tiene conto del meccanismo di fagliazione e della profondità dei terremoti. Questo risultato suggerisce che le equazioni di previsione del movimento del suolo, note come GMPE, utilizzate per prevedere i danni dei terremoti naturali, possono essere applicate anche ai terremoti indotti.
I risultati sono anche coerenti con l'idea che sia i terremoti naturali che quelli indotti siano guidati dalle sollecitazioni lungo le faglie geologiche e che l'iniezione di fluidi in pozzi di smaltimento profondi anticipi i tempi dei terremoti indotti, innescandoli.
I ricercatori hanno analizzato i terremoti naturali e indotti di magnitudo compresa tra 3,8 e 5,8 negli Stati Uniti centrali e nel Nord America orientale, comprendendo tre popolazioni.
Hanno preso in considerazione i terremoti naturali che si sono verificati nelle zone sismiche di New Madrid e della Wabash Valley negli Stati Uniti centrali e i terremoti indotti che si sono verificati più a ovest ma a est delle Montagne Rocciose, principalmente in Oklahoma e nel Kansas meridionale.
Negli Stati Uniti centrali, più della metà dei terremoti indotti aveva una profondità inferiore a 5 chilometri, mentre tutti i terremoti naturali erano più profondi di 5 chilometri.
Nel Nord America orientale, i ricercatori hanno studiato i terremoti naturali statunitensi e canadesi intorno e a est dei monti Appalachi.
"Abbiamo scoperto che i terremoti naturali nell'est possono provocare scosse più forti rispetto ai terremoti naturali negli Stati Uniti centrali, differenze che possono essere dovute in parte al tipo di faglia", ha dichiarato il coautore William Ellsworth, condirettore del Centro per la sismicità indotta e innescata di Stanford.
La maggior parte dei terremoti orientali si verifica su faglie inverse, mentre la maggior parte dei terremoti indotti e naturali degli Stati Uniti centrali si verificano su faglie strike-slip. I terremoti da faglia inversa hanno in genere scosse più forti di quelli da strike-slip.
Tra il 1980 e il 2000, l'Oklahoma ha registrato una media di circa due terremoti superiori o uguali a magnitudo 2,7 all'anno, secondo il Servizio geologico degli Stati Uniti. Questo numero è salito a circa 2.500 nel 2014 e a 4.000 nel 2015, per poi scendere a 2.500 nel 2016, secondo l'USGS. Il 3 settembre 2016, un terremoto di magnitudo 5,8 ha colpito l'Oklahoma, il più grande terremoto dello Stato fino ad oggi.
Secondo l'USGS, molti terremoti in Oklahoma e in altre zone degli Stati Uniti centrali sono stati innescati dall'iniezione di fluidi di scarico associati alle operazioni di estrazione di petrolio e gas. In alcuni casi, lo smaltimento delle acque reflue in pozzi profondi è associato a siti di fratturazione idraulica. Tuttavia, gli studi suggeriscono che il processo di fracking in sé è raramente la causa diretta di questi terremoti.
Lo studio è stato sostenuto dallo Stanford Center for Induced and Triggered Seismicity. Huang ha iniziato il lavoro mentre era ricercatore post-dottorato a Stanford.
"La nostra scoperta semplifica il compito della valutazione della pericolosità, perché non dobbiamo trattare in modo diverso le scosse di questi due tipi di terremoti", ha dichiarato il coautore Gregory Beroza, condirettore del Centro per la sismicità indotta e innescata di Stanford.
Negli Stati Uniti centrali e orientali, il numero di terremoti è aumentato drasticamente negli ultimi anni. Lo smaltimento delle acque reflue in pozzi profondi, spesso associato all'estrazione di petrolio e gas naturale, è la causa principale del recente aumento negli Stati Uniti centrali, secondo l'U.S. Geological Survey.
A marzo, l'USGS ha concluso che circa 3,5 milioni di persone vivono e lavorano in aree degli Stati Uniti centrali e orientali con un potenziale significativo di scosse dannose da terremoti causati dall'uomo nel 2017. La maggior parte di loro vive in Oklahoma e nel Kansas meridionale.
Una domanda fondamentale è se questi cosiddetti terremoti indotti eccitino moti del suolo sostanzialmente diversi da quelli dei terremoti naturali. Se così fosse, i terremoti indotti dall'uomo potrebbero causare livelli e tipi diversi di danni a edifici e infrastrutture.
Ma se i moti del suolo indotti e quelli naturali sono in gran parte uguali, allora le equazioni utilizzate per prevedere i danni dei terremoti naturali possono essere applicate anche ai terremoti indotti dall'uomo.
Per rispondere a questa domanda, Huang e i suoi colleghi hanno utilizzato le registrazioni strumentali disponibili per stimare il calo di stress - la differenza tra lo stress attraverso una faglia prima e dopo un terremoto - di 39 terremoti indotti e naturali di moderata magnitudo negli Stati Uniti centrali e nel Nord America orientale.
Hanno scoperto che i cali di stress dei terremoti indotti e naturali negli Stati Uniti centrali sono "indistinguibili" una volta che si tiene conto del meccanismo di fagliazione e della profondità dei terremoti. Questo risultato suggerisce che le equazioni di previsione del movimento del suolo, note come GMPE, utilizzate per prevedere i danni dei terremoti naturali, possono essere applicate anche ai terremoti indotti.
I risultati sono anche coerenti con l'idea che sia i terremoti naturali che quelli indotti siano guidati dalle sollecitazioni lungo le faglie geologiche e che l'iniezione di fluidi in pozzi di smaltimento profondi anticipi i tempi dei terremoti indotti, innescandoli.
I ricercatori hanno analizzato i terremoti naturali e indotti di magnitudo compresa tra 3,8 e 5,8 negli Stati Uniti centrali e nel Nord America orientale, comprendendo tre popolazioni.
Hanno preso in considerazione i terremoti naturali che si sono verificati nelle zone sismiche di New Madrid e della Wabash Valley negli Stati Uniti centrali e i terremoti indotti che si sono verificati più a ovest ma a est delle Montagne Rocciose, principalmente in Oklahoma e nel Kansas meridionale.
Negli Stati Uniti centrali, più della metà dei terremoti indotti aveva una profondità inferiore a 5 chilometri, mentre tutti i terremoti naturali erano più profondi di 5 chilometri.
Nel Nord America orientale, i ricercatori hanno studiato i terremoti naturali statunitensi e canadesi intorno e a est dei monti Appalachi.
"Abbiamo scoperto che i terremoti naturali nell'est possono provocare scosse più forti rispetto ai terremoti naturali negli Stati Uniti centrali, differenze che possono essere dovute in parte al tipo di faglia", ha dichiarato il coautore William Ellsworth, condirettore del Centro per la sismicità indotta e innescata di Stanford.
La maggior parte dei terremoti orientali si verifica su faglie inverse, mentre la maggior parte dei terremoti indotti e naturali degli Stati Uniti centrali si verificano su faglie strike-slip. I terremoti da faglia inversa hanno in genere scosse più forti di quelli da strike-slip.
Tra il 1980 e il 2000, l'Oklahoma ha registrato una media di circa due terremoti superiori o uguali a magnitudo 2,7 all'anno, secondo il Servizio geologico degli Stati Uniti. Questo numero è salito a circa 2.500 nel 2014 e a 4.000 nel 2015, per poi scendere a 2.500 nel 2016, secondo l'USGS. Il 3 settembre 2016, un terremoto di magnitudo 5,8 ha colpito l'Oklahoma, il più grande terremoto dello Stato fino ad oggi.
Secondo l'USGS, molti terremoti in Oklahoma e in altre zone degli Stati Uniti centrali sono stati innescati dall'iniezione di fluidi di scarico associati alle operazioni di estrazione di petrolio e gas. In alcuni casi, lo smaltimento delle acque reflue in pozzi profondi è associato a siti di fratturazione idraulica. Tuttavia, gli studi suggeriscono che il processo di fracking in sé è raramente la causa diretta di questi terremoti.
Lo studio è stato sostenuto dallo Stanford Center for Induced and Triggered Seismicity. Huang ha iniziato il lavoro mentre era ricercatore post-dottorato a Stanford.
Università del Michigan, USA
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