Sismico

Con il fracking tradizionale, sono stati creati diversi milioni di zone "fracked" in cui vengono estratti petrolio e gas e, naturalmente, si sono verificati eventi indesiderati in cui i movimenti sismici hanno causato sia danni agli edifici che distruzione delle acque sotterranee.

La creazione e l'ampliamento di crepe è stata utilizzata fin dai tempi antichi. Dalla metà del XIX secolo, la nitroglicerina e poi la dinamite furono usate per accedere al petrolio o al gas.

Sono state anche usate cariche nucleari, ma i risultati non erano quelli previsti quando le alte temperature che sorsero fecero diventare la roccia vetro. In Svezia, ogni giorno viene usata una forma di cracking quando si "pressurizza" i pozzi d'acqua ad alta pressione per ottenere un flusso d'acqua migliore e il metodo è descritto nel documento di governo "Normbrunn - 16 Guidance for Boring Well", pubblicato dall'indagine geologica svedese.

Il concetto di eventi sismici è percepito da molti come spaventoso e certamente c'è una giustificazione per questo. I grandi terremoti hanno causato danni enormi e molte morti.

Lo strato superiore della terra è diviso in più piastre che si muovono costantemente l'una rispetto all'altra. Questo strato è chiamato litosfera e le piastre scorrono, si schiantano e si sfregano l'una contro l'altra. Nei confini tra le piastre ci sono grandi faglie o zone di taglio nella crosta terrestre.

L'attrito nelle zone rende i movimenti tutt'altro che fluidi. Invece, i movimenti della crosta terrestre non sono mai fluidi ma sono vissuti all'improvviso e spesso i loro effetti possono essere gravi.

Gli eventi sismici si verificano quando cambia la tensione naturale nella roccia fresca. La tensione più grande è quella che va in orizzontale, lateralmente, non come si potrebbe pensare in verticale, cioè dall'alto verso il basso.

Eventi sismici o terremoti si verificano spesso in Svezia. La rete sismica nazionale svedese, SNSN, registra in media da uno a due terremoti al giorno in Svezia. Negli ultimi dieci anni abbiamo avuto in media 17 terremoti all'anno con magnitudo 2 o maggiore, 5 terremoti all'anno con magnitudo 2,5 o maggiore e da 1 a 2 terremoti all'anno con magnitudine 3 o maggiore. Il più grande terremoto degli ultimi dieci anni si è verificato il 15 settembre 2014 a sud di Lillhärdal nella Jämtland più meridionale e ha avuto magnitudo 4.1.

L'immagine sopra mostra la registrazione di uno stimolo mentre si è verificato un grave terremoto in Giappone. Nessuno poteva dire di aver sentito il terremoto più grande.

I terremoti locali si verificano, ad esempio, durante la sabbiatura nei cantieri e anche quando un camion a pieno carico percorre un dosso sulla strada o un treno corre su un giunto in pista.

L'immagine sopra mostra le passate dei treni in transito contemporaneamente alla registrazione degli eventi sismici della stimolazione. Per indicare la forza dei terremoti, viene utilizzata la scala Richter, che è una scala logaritmica in cui ogni gradino o grandezza corrisponde a un aumento dell'altezza dell'onda o a una vibrazione di 10 volte. Ciò corrisponde a circa 32 volte più energia. Un terremoto di 3-4 è appena percettibile, mentre uno su 8 o più può distruggere le città. I terremoti di circa 8,0 si verificano in media una volta all'anno, mentre i terremoti anche più grandi si verificano meno frequentemente.

Nei nostri metodi, utilizziamo una pressione inferiore allo stress della roccia e inoltre ci assicuriamo di non pompare in zone di crack più grandi.

Questo per seguire la regola, nessuna grande crepa, nessun grande evento sismico.

Ulteriori informazioni sulla minimizzazione del rischio

Altro su sismico

Terremoto

Questo termine è usato per descrivere sia un'improvvisa frana in una crepa, sia il conseguente tremore nel terreno e l'emissione di energia sismica causata da frane o attività vulcanica o magmatica, o altre improvvise variazioni di tensione nella terra (definizione USGS). Secondo la definizione di Merriam-Webster, un terremoto è un tremore o un terremoto di origine vulcanica o tettonica ().

Onde sismiche

Quando si verifica un terremoto, rilascia energia sotto forma di onde sismiche che si irradiano dal terremoto in tutte le direzioni. I diversi tipi di onde di energia scuotono la terra in modi diversi e viaggiano anche attraverso la terra a velocità diverse. L'onda più veloce, e quindi la prima a venire, è chiamata onda P. L'onda P, o onda di compressione, comprime ed espande alternativamente il materiale nella stessa direzione in cui viaggia. L'onda S è più lenta dell'onda P e arriva dopo l'onda P e scuote il suolo su e giù e avanti e indietro, perpendicolare alla direzione in cui sta viaggiando. Le onde di superficie seguono le onde P e S.

Evento sismico

Un evento sismico è un termine generico per eventi in cui viene rilasciata energia nella crosta terrestre che si traduce in una serie di onde sismiche. Poiché un terremoto per l'uomo comune comporta uno scuotimento della terra avvertito dall'uomo o dagli animali, il termine evento sismico o evento micro-sismico viene spesso utilizzato dai geoscienziati quando comunicano con il pubblico su minori e micro-terremoti. Molti eventi sismici sono troppo piccoli per essere avvertiti e possono essere misurati solo con strumenti di precisione.

MMIAccelerazione al suolo massima (g)Velocità massima al suolo (cm / s)Scuotimento percepitoRischio di infortunio
NEL<0,0017<0.1Non si senteNo
Da II a III0,0017 - 0,0140,1 - 1,1Molto deboleNo
IV0,014 - 0,0391.1 - 3.4DeboleNo
V0,039 - 0,0923.4 - 8.1MediaMolto piccolo
NOI0,092 - 0,188.1 - 16FortePiccolo
VII0,18 - 0,3416 - 31Molto forteMedia
VIII0,34-0,6531-60DifficileMezzi per il difficile

L'entità e l'estensione dei terremoti

È noto da tempo che i piccoli terremoti sono molto più comuni dei grandi terremoti. Questa relazione può essere espressa con una formula chiamata relazione Gutenberg-Richter:

log (N) = a - bM

dove N è il numero di eventi che hanno una grandezza maggiore o uguale a M e aeb sono parametri che si adattano ai dati. Il parametro b, chiamato valore b, di solito è vicino a uno, il che significa che per ogni diminuzione logaritmica di magnitudine ci sono circa 10 volte più terremoti. La maggior parte dei terremoti generati dalla stimolazione EGS avrà una magnitudo inferiore a 2.0. Si stima che ci siano oltre 36.000 eventi di questa gamma di dimensioni al giorno in tutto il mondo.  

slittamento di taglio

Lo scorrimento è lo spostamento relativo di punti precedentemente adiacenti sui lati opposti di una fessura, misurato sulla superficie della fessura. Lo slittamento può avvenire sismicamente o asismicamente (senza creare onde sismiche).

Sismometro e sismogramma

Un sismometro è uno strumento utilizzato per registrare le onde sismiche generate dai terremoti su un sismogramma.  

Di seguito è riportato il numero di terremoti nel mondo per grandezza.

ClassemagnitudineMedia all'annoMedia al giorno
Grande8 e versioni successive1
Maggiore7-7,915
Forte6-6,9134
Media5-5,91 3194
Facile4-4,913.000 (stimato)36
Di meno3-3,9130.000 (stimato)360
Molto piccolo2-2,91.300.000 (stimato)3 600
micro1-1,913.000.000 (stimato)36 000

Rete microseismica

Molti sismometri sono installati in reti o matrici sparse nell'area di interesse per la localizzazione di eventi sismici nella regione. Per determinare la posizione degli eventi sismici, i sismologi identificano i tempi di arrivo delle onde P e S sui sismogrammi di tutti gli strumenti che hanno registrato le onde sismiche. Questi tempi di arrivo sono spesso chiamati P - pick e S - pick. Teoricamente, 3 P-pick e 3 S-pick possono essere usati per triangolare la posizione di un evento sismico. In pratica, 5 P-pick e 2 S-pick forniscono una precisione del sito accettabile su una matrice microseismica come quella descritta di seguito, e 7 P-pick e 3 S-pick offrono una buona precisione del sito (Gillian Foulger, comunicazione personale).

Ipocentro ed epicentro

L'ipocentro è il punto nella terra in cui inizia il terremoto. L'epicentro è il punto direttamente sopra l'ipocentro della superficie terrestre.

magnitudine

L'entità di un terremoto è determinata dal logaritmo dall'ampiezza delle onde registrate su un sismogramma in un dato periodo. La scala di magnitudine originale era la scala Richter, comunemente indicata come ML.

Coppia e grandezza della coppia

La coppia è una quantità fisica proporzionale allo scorrimento in una fessura per la superficie della superficie della fessura che scorre. È correlato all'energia totale rilasciata nell'evento sismico ed è indicato con Mo. Il momento può essere stimato dai sismogrammi. Il momento viene quindi convertito in un numero simile ad altre magnitudini del terremoto con una formula standard. Il risultato si chiama magnitudine della coppia (MW). La magnitudo della coppia fornisce una stima della magnitudo del terremoto che si applica all'intera scala della magnitudo, una proprietà che mancava nelle scale precedenti come la scala Richter. Pertanto, i sismologi ora preferiscono l'entità della coppia come scala ed è comune usare solo l'intensità e M per riferirsi all'entità della coppia.

Confronto di energia rilasciata

La formula per correlare l'ampiezza della coppia (Mw) alla coppia (Mo) in centimetri del piumone (dyn-cm):

MW = log10 (Mo) / 1.5 - 10.7

Una duna cm è uguale a 1 × 10-7 Newton metri.

In termini pratici, questo mostra che per ogni aumento dell'ampiezza della coppia, l'energia sismica totale aumenta di 31,6 volte (nella formula più precisamente 10 1,5). Ciò significa che un evento con M 3.5 rilascia la stessa quantità di energia di circa trentadue eventi con M 2.5 e un terremoto di magnitudo 6 rilascia circa 32 volte più energia di un magnitudo 5 (e di conseguenza una magnitudo 7 ca. 1000 volte più energia di uno con magnitudo 5).

La scala Richter e la scala momento-magnitudo attualmente utilizzata sono una misura della magnitudo e della forza dei terremoti. La scala è logaritmica e un aumento dell'unità di grandezza significa un aumento di 10 volte della forza. Ad esempio, un terremoto di magnitudo 6 è 10 volte più forte di un terremoto di magnitudo 5. Inoltre, un terremoto di magnitudo 7 è 100 volte più forte di un terremoto di magnitudo 5. 

Intensità

La scala soggettiva, che misura l'impatto osservato del terremoto sugli edifici e sulla natura, è di solito la "Scala dell'intensità mercalli modificata" (MMI). Si tratta di una scala a 12 punti in cui le diverse intensità sono descritte in termini di "oscillazione di oggetti sospesi" (MMI II), "intonaco e crepe deboli dei camini" (MMI VI) e "collasso della maggior parte degli edifici in mattoni" (MMI X). La scala MMI ha 12 livelli di intensità in cui il livello 1 è più basso ed è caratterizzato da lievi scosse che vengono percepite dagli strumenti sismici. Il livello più alto 12 è descritto come distruzione totale.

Velocità al suolo e accelerazione

La velocità del suolo è una misura della velocità con cui un punto del terreno trema a causa delle onde sismiche che attraversano un terremoto. Durante un terremoto, i tremori nel terreno causano anche accelerazione, il passaggio da una velocità all'altra. La velocità e l'accelerazione del suolo diminuiscono con la distanza dall'epicentro del terremoto. La massima velocità al suolo (PGV) e la massima accelerazione al suolo (PGA) è la massima velocità e accelerazione registrate da una particolare stazione durante un terremoto. Sia PGV che PGA possono essere utilizzati per quantificare il rischio di danni causati da un terremoto. Gli ingegneri usano tipicamente PGV, o velocità delle particelle, mentre i sismologi usano la PGA più spesso. La velocità e l'accelerazione al suolo sono entrambe misurate su speciali sismometri chiamati Strong Motion Sensors (SMS). La PGA viene generalmente quantificata rispetto alla gravità (g).