De breuk die de grootste beving in Noord-Texas veroorzaakte' kan een nog grotere beving veroorzaken, aldus een studie

De stad die in mei 2015 een aardbeving van 4 magnitude meemaakte – de sterkste beving ooit geregistreerd in Noord-Texas – ligt op een breuk met het potentieel om een gebeurtenis te veroorzaken die tien keer groter is, suggereert een nieuwe studie onder leiding van wetenschappers van de Southern Methodist University.

Het rapport concludeerde ook dat er “substantieel bewijs” was dat de beving, in de buurt van de Johnson County-stad Venus, werd veroorzaakt door de ondergrondse afvoer van afvalwater van olie- en gasactiviteiten.

De studie was de laatste om de aardbevingsgolf in Noord-Texas te onderzoeken, die in 2008 begon en meer dan 200 bevingen heeft gegenereerd. De meest recente op grote schaal gevoelde gebeurtenis was een beving met een kracht van 3,1 die op 25 augustus vlakbij de grens van Irving en Dallas plaatsvond.

De U.S. Geological Survey, gesteund door collegiaal getoetste studies, heeft de aardbevingen na 2008 gecategoriseerd als door mensen veroorzaakt. Maar de Railroad Commission of Texas, een agentschap dat zowel de olie- als gasindustrie reguleert en promoot, heeft de bevindingen van de USGS niet geaccepteerd.

In reactie op de nieuwe studie, gepubliceerd op 4 sept. 4 sept. in het Journal of Geophysical Research, zei de Railroad Commission alleen via een woordvoerder dat haar seismoloog, Aaron Velasco, niet de kans had gehad om het document grondig te bestuderen.

Het team van seismologen identificeerde twee eerder ongepubliceerde breuken in de buurt van Venus en Mansfield, ongeveer 30 mijl ten zuidwesten van Dallas. De onderzoekers ontdekten dat de breuk die verantwoordelijk is voor de beving van 2015 ten minste 4 mijl lang is en het potentieel heeft om een aardbeving van 5 magnitude of groter te produceren als de breuk over de volledige lengte zou scheuren.

“Dit is niet bedoeld om te worden opgevat als, ‘een magnitude 5 zal op deze breuk gebeuren,'” zei SMU’s Heather DeShon, die de nieuwe studie leidde. Tot nu toe is de breuk alleen in kleinere delen opgetreden, en het is mogelijk dat er nooit een grotere gebeurtenis zal plaatsvinden, zei ze.

Geweldige aardbevingen van die grootte worden als matig beschouwd en veroorzaken doorgaans geen ernstige materiële schade. Maar een aardbeving met een kracht van 5 die Cushing, Okla, in november trof, zorgde ervoor dat verschillende bakstenen gebouwen, die bijzonder kwetsbaar zijn voor schade door aardbevingen, werden afgekeurd. Minstens één van die gebouwen stortte later in, en andere werden gesloopt, aldus Jacob Walter, seismoloog van de staat Oklahoma, die aan het rapport heeft meegewerkt toen hij aan het Institute for Geophysics van de University of Texas in Austin werkte.

Omdat aardbevingen in Noord-Texas en Oklahoma ondieper zijn dan typische natuurlijke bevingen, kunnen ze sterker worden gevoeld in de buurt van het epicentrum.

DeShon, Walter en hun collega’s ontdekten ook dat de gebeurtenis van 4 magnitude het hoogtepunt vormde van een reeks steeds grotere aardbevingen langs dezelfde breuk die tien jaar geleden begon, ongeveer anderhalf jaar nadat bedrijven waren begonnen met het lozen van afvalwater in het noordoosten van Johnson County. Tot mei 2015 namen de aardbevingsmagnitudes volgens de studie toe naarmate de injectievolumes toenamen.

Voor DeShon betekent dit dat het uitschakelen van individuele putten waarschijnlijk geen invloed zal hebben op de grootte of de frequentie van de aardbevingen.

“Vanuit een mitigatiestandpunt moet je gaan denken in termen van de cumulatieve geschiedenis van injectie in regio’s,” zei ze.

Johnson County Emergency Management Director Jamie Moore zei dat de county aardbevingen in haar plannen had meegenomen, maar dat tornado’s en overstromingen voorrang kregen vanwege beperkte middelen. “We richten ons op de meest waarschijnlijke scenario’s, niet noodzakelijkerwijs de meest schadelijke,” zei hij. Hij maakt zich zorgen over de mogelijkheid dat een aardbeving gaspijpleidingen verschuift en een lek veroorzaakt. Maar omdat Johnson County een dicht netwerk van putten en pijpleidingen heeft, zijn de eerste hulpverleners voorbereid op dergelijke situaties, zei hij.

Moore suggereerde dat de aardbevingen meer een politieke kwestie zijn dan een van noodbeheer. “Het is een geheel andere kwestie of we als samenleving willen leven met kleine aardbevingen die heel vreemd zijn en zeker zeer merkbaar,” zei hij.

De 4-magnitude aardbeving die Venus op 7 mei 2015 deed schudden, genereerde een stroom van telefoontjes naar Moore’s kantoor, maar slechts één melding van relatief kleine schade: een blok dat een stacaravan omhoog hield, kraakte.

Een aardbeving met een kracht van 5 zou 10 keer groter zijn dan een aardbeving met een kracht van 4 en zou 32 keer meer energie vrijmaken.

De nieuwe studie suggereert dat druk van afvalwaterinjecties in Johnson County de aardbeving met een kracht van 4 in mei 2015 heeft veroorzaakt. Energiebedrijven vertrouwen op afvalwaterputten om de vloeistof af te voeren die overblijft na hydraulische fracturering en andere olie- en gasproductietechnieken. Johnson County, dat bovenop de gasrijke Barnett Shale ligt, is een van de dichtste regio’s in de VS voor afvalwaterlozingsputten, met meer dan vijf voor elke 2 vierkante mijl. Het landschap is bezaaid met afvalwater- en gasproductieputten, soms verborgen achter bomen, maar vaak oprijzend tussen nieuwe woonwijken en langs wegen.

Om gas te winnen, persen bedrijven miljoenen liters water, zand en chemicaliën door een put om de leisteen te breken. Terwijl het gas uit het gesteente omhoog stroomt, gaan fracking-vloeistof en natuurlijk grondwater met het gas mee omhoog. De bedrijven scheiden vervolgens de olie en het gas van het afvalwater en vervoeren het afvalwater naar een afvoerput die de vloeistof diep onder de grond injecteert, waar de kans op verontreiniging van bodem en drinkwater kleiner is.

Studies die teruggaan tot de jaren zestig hebben aangetoond dat de druk van afvalwaterinjecties breuken kan veroorzaken en aardbevingen kan veroorzaken. Meer recent hebben wetenschappers geleerd dat slechts een klein percentage van de breuken – die in de juiste richting zijn georiënteerd ten opzichte van de natuurlijke spanningen in de aarde – in dergelijke gevallen waarschijnlijk zullen scheuren.

Die zeldzame reeks omstandigheden kwam samen in Venus op 7 mei 2015. In reactie daarop stuurde de Railroad Commission inspecteurs naar het gebied om putten en pijpleidingen te controleren op schade en vroeg exploitanten van de vijf putten die het dichtst bij het epicentrum lagen om tijdelijk te sluiten en druktests uit te voeren. De commissie gaf vervolgens een verklaring uit waarin stond dat er “geen afdoend bewijs” was dat de putten met de aardbeving in verband kon worden gebracht.

Wetenschappers van deSMU analyseerden de gegevens van die tests en ontdekten dat de druk rond de putten aanzienlijk genoeg was opgevoerd om een aardbeving te veroorzaken. Hoewel de Railroad Commission in het openbaar het verband tussen de injectie van afvalwater en de aardbeving heeft gebagatelliseerd, heeft zij een van de exploitanten, Metro Saltwater Disposal, privé gevraagd zijn put op een ondiepere diepte terug te plaatsen. Een andere exploitant, EOG Resources, stopte na mei 2015 met het injecteren in een van zijn putten, volgens openbare gegevens die beschikbaar zijn op de website van de Railroad Commission. Het heeft sindsdien die put gedicht en zijn aardgasactiva in Johnson County verkocht, volgens een woordvoerder van het bedrijf.

In november kwam Railroad Commissioner Ryan Sitton dicht bij het publiekelijk accepteren van de afvalwaterverwijdering-aardbeving link. Hij zei dat het verband vooral aannemelijk was in Johnson County. “Ik heb geloofwaardige gegevens en wetenschap van exploitanten gezien die mij doen geloven dat er verhoogde risico’s op seismiciteit zijn in verband met afvalwaterverwijderingsactiviteiten, en daarom is aanvullend onderzoek gerechtvaardigd,” zei hij in een voorbereide verklaring.

Dat onderzoek, suggereerde hij, zou komen van UT-Austin’s Bureau of Economic Geology, dat TexNet beheert, Texas’s nieuwe door de staat gefinancierde seismische netwerk, en gastheer is van het door de industrie gesponsorde Center for Integrated Seismicity Research, of CISR.

Peter Hennings, hoofdonderzoeker van het CISR, noemde de nieuwe studie “een waardevolle bijdrage aan het begrip van aardbevingen in Johnson County” en zei dat het verband tussen de aardbeving en de putten “redelijk” maar onvolledig was in afwachting van meer definitieve studies. Zijn groep onderzoekt ook breuken in het Dallas-Fort Worth gebied en hun potentieel om aardbevingen te produceren en zal beginnen met het vrijgeven van die bevindingen in december.

Hij voegde eraan toe dat de vermindering van de afvalwaterinjectie in Johnson County in de afgelopen vijf jaar suggereert dat een sterkere aardbeving nu minder waarschijnlijk zou zijn, maar niet kan worden uitgesloten. Sinds Oklahoma begon met het verminderen van zijn afvalwaterinjecties, heeft het verschillende grotere bevingen gezien, zelfs als het totale aantal aardbevingen is afgenomen.

Om die reden, schreven DeShon en haar collega’s, kan de aardbeving van 7 mei 2015 “noch de laatste noch de grootste aardbeving in deze reeks zijn.”

Lees meer: Waarom Texas niet wil toegeven dat fracking-afvalwater aardbevingen veroorzaakt