Un paso más cerca de unas predicciones de terremotos precisas
La extracción petrolera y gasística del suelo conlleva el uso de unas cantidades inmensas de agua. Dado que esta agua resulta altamente contaminada durante el proceso de extracción, se elimina reinyectándola en el suelo a una presión muy elevada. A medida que el agua a presión se abre camino a través de las rocas permeables y penetra en antiguas fallas, estas pueden reactivarse. Puede que el caso mejor documentado de este fenómeno sea un terremoto de magnitud cinco que tuvo lugar en Oklahoma, los Estados Unidos. «Hoy en día, la sismicidad inducida a través de la presión de fluidos puede observarse en todo el mundo y, en algunos casos, está relacionada con terremotos de moderados a grandes», explican Marco Scuderi y Cristiano Collettini, coordinadores del proyecto financiado con fondos europeos FEAT. La sobrepresión de fluidos se ha propuesto como uno de los principales mecanismos que facilitan que los terremotos se deslicen por las fallas tectónicas. Sin embargo, la teoría de la dislocación elástica, combinada con la ley de fricción, sugiere que la sobrepresión de fluidos podría inhibir las inestabilidades dinámicas que dan lugar a terremotos. «Este dilema plantea un grave problema que dificulta que la sociedad comprenda la física de los terremotos, con graves consecuencias para los fenómenos sísmicos tanto naturales como inducidos por el hombre», dice Scuderi. Según Scuderi, este dilema sobre el papel que desempeña la presión de los fluidos en la sismicidad inducida pone de relieve una importante brecha de conocimientos. Para ayudar a paliar esta situación, el proyecto FEAT desarrolló nuevas técnicas experimentales para probar las leyes de ficción existentes bajo condiciones límite específicas características de la sismicidad inducida. Dos resultados clave En lo que respecta a la comprensión de la física subyacente de la nucleación de los sismos, los investigadores de FEAT obtuvieron dos resultados clave. En primer lugar, los científicos simularon las condiciones de sismicidad inducida, con aguas residuales eliminadas bajo tierra a alta presión. «Respecto a esto, descubrimos que cuando la presión del fluido alcanza un valor crítico, este puede inducir el deslizamiento sísmico de una falla, incluso si esta posee propiedades reológicas que deberían favorecer una reptación asísmica», explica Collettini. «Esto sugiere que, durante los procedimientos de inyección, la presión del fluido debería permanecer por debajo de un límite crítico con el fin de reducir el riesgo de terremotos inducidos». En segundo lugar, al reproducir todo el espectro de comportamientos de deslizamiento de fallas en un laboratorio (desde deslizamientos asísmicos a terremotos suaves y frecuentes), los investigadores descubrieron que una desaceleración precursora de la velocidad de las ondas sísmicas precede a la caída de fuerza del terremoto. «Este hallazgo tiene unas implicaciones importantes para la comprensión de los procesos de debilitamiento de la zona de falla previos a un terremoto y para la aplicación de sistemas de alerta temprana», añade Collettini. «En el futuro, los avances tecnológicos podrían permitirnos detectar estas señales a lo largo de fallas naturales y nuestras observaciones insinúan que un terremoto puede detectarse junto antes de que se produzca». Vislumbrando el «santo grial» Dada la naturaleza innovadora de estos experimentos, los investigadores del proyecto tuvieron que superar tanto dificultades técnicas como informáticas. Por ejemplo, Scuderi explica que, antes incluso de poder iniciar los experimentos, los investigadores tuvieron que mejorar un equipo de deformación de rocas existente con más sensores con el fin de maximizar la cantidad de información que pudiera procesarse. Hasta cuando se recopilaron los datos, se tuvieron que desarrollar nuevas técnicas para analizar la información que se estaba registrando. Además, el equipo del proyecto disfrutó de algunas sorpresas positivas. «Una sorpresa inesperada fue que, después de trabajar un par de meses en el análisis de la velocidad de las ondas sísmicas y el desarrollo de un nuevo enfoque para analizarlas, pudimos descubrir un precursor claro y coherente de las fallas», explica Scuderi. «Poder predecir los terremotos es el santo grial de todo geofísico y, aunque todavía estamos muy lejos de poder obtener unas predicciones precisas, ver esta coherencia en los fallos de los precursores de las fallas experimentales supuso un avance significativo y, por tanto, fue muy emocionante».
Palabras clave
FEAT, terremotos, geofísica, sismicidad inducida