Studier kopplar jordbävningar till avloppsvatten från fracking

Vid American Geophysical Unions möte i San Francisco förra veckan presenterade forskare de senaste bevisen som kopplar bortskaffandet av avloppsvatten från hydrofracking av skiffergas till ökade jordbävningar.

Gasslukare: En borrigg nära Eagle Fords skifferformation i Texas.

Vissa delstater i USA, inklusive Oklahoma, Texas och Colorado, har upplevt en betydande ökning av seismisk aktivitet under de senaste åren, vilket sammanfaller med en boom i fracking – en process som tvingar fram gas från svåråtkomliga underjordiska avlagringar genom att injicera vatten och kemikalier till skiffersten. Fracking producerar enorma mängder avloppsvatten som vanligtvis slängs i djupa brunnar. Men i vilken grad bortskaffandet av avloppsvatten från frackingverksamhet har orsakat den ovanliga seismiska aktiviteten är fortfarande uppe för debatt bland forskare.

Frågan är viktig eftersom de flesta stater inte överväger jordbävningsrisk när de tillåter gasborrningsföretag att göra sig av med stora volymer kemikaliefyllt borrvatten.

Hydrofracking producerar mycket mer avloppsvatten än konventionell olje- och gasborrning. Så hur man gör sig av med detta avfall på ett säkert sätt blir en större fråga när fracking expanderar.

Forskare tror att avloppsvatteninjektionsbrunnar, som ofta är det billigaste bortskaffningsalternativet för borrföretag, är den främsta orsaken till jordbävningen. Idag slängs 90 procent av frackningsavloppsvattnet i USA i injektionsbrunnar, enligt Natural Resources Defense Council, en miljögrupp.

Sedan 2010 har Oklahoma-invånare känt mer än 250 av dem - många fler än de en till tre som rapporterats varje år under tidigare decennier.

Den största någonsin i statens historia, ett skalv på magnituden 5,7 2011 som skadade cirka 200 byggnader, orsakades sannolikt av vätskeinjektion, avslutade forskare från University of Oklahoma, Columbia University och U.S. Geological Survey när de presenterade sina data vid konferensen. De använde efterskalv för att kartlägga förkastningsmönster och visa hur trycket byggdes upp över tiden när vatten från fracking slängdes så nära som 250 meter från de resulterande skalven.

Andra USGS-forskare tittade på en serie jordbävningar sedan 2001 i Colorado och New Mexicos Raton Basin (inklusive en jordbävning på 5,3 förra året). De presenterade också sina resultat denna vecka och drog slutsatsen att dessa skalv var resultatet av avloppsvatteninjektioner. Sannolikheten att ökningen av frekvensen av större jordbävningar, större än magnitud 3,0, skulle inträffa naturligt är extremt låg, sa studien.

Den större bilden är dock komplicerad, för redan innan hydrofracking blev vanligt under det senaste decenniet har olje- och gasborrare och gruvbolag använt tiotusentals injektionsbrunnar i dessa regioner.

Austin Holland , en seismolog vid Oklahoma Geological Survey, säger att några av de senaste jordbävningarna helt klart kan orsakas av avloppsvattenavfall från frackingaktiviteter. Men hans data om Oklahoma tyder på att inga förändringar i olje- och gasaktiviteter är omedelbart uppenbara som kan förklara den dramatiska ökningen av jordbävningstakten.

University of Texas i Austin geofysiker Cliff Frohlich sa vid mötet att det är svårt att peka ut orsakerna till trenden eftersom de flesta studier har tittat på enskilda jordbävningar, snarare än att göra bredare undersökningar. Hans studie av en del av Dallas-Forth Worth-området, i Barnett Shale, fann att nästan alla jordbävningar befann sig inom två miles från högvolyminjektionsbrunnar. Men många andra brunnar verkade inte utlösa några skalv alls.

Att urskilja orsakerna till dessa skillnader kommer att vara viktigt för tjänstemän som överväger reglering, säger Frohlich. Bestämmelser kan minska risken för jordbävningar genom att närmare diktera var brunnar kan placeras och hur de byggs och används. Ohio, till exempel, införde ett moratorium för nya tillstånd för insprutning av avloppsvatten efter en rad jordbävningar förra året, men började nyligen godkänna dem igen efter att ha infört fler standarder.

Det finns också alternativ för omhändertagande av avloppsvatten, som att behandla vattnet vid befintliga eller dedikerade reningsverk. U.S. EPA är utvärderar nu nationella standarder för att behandla vatten på detta sätt, och det här alternativet kan övervägas oftare om jordbävningsproblemen fortsätter att växa, och om knappare tillgångar gör vattnet till en mer värdefull resurs, säger Frohlich.

Människoskapade jordbävningar, utlösta av underjordiska injektioner, har varit kända under lång tid, åtminstone sedan 1960-talet, när en arméavfallsborrning utlöste en jordbävning som orsakade stora skador i Denver.

Sammantaget tycks dock experter tro att den seismiska faran i många skiffergastillstånd växer: framtiden kommer förmodligen att rymma mycket mer i inducerade jordbävningar när gasboomen expanderar, säger USGS Earthquake Science Center-forskaren Art McGarr.

Dölj