Fracking og jordskælv - afvejer farerne i Sydafrika

Den sydafrikanske regering ser på fracking for at reducere landets enorme afhængighed af kul til energi. Fracking involverer pumpning af højtryksvæsker i klippeformationer for at frigive reserver af olie og gas.

Estimater for gasforekomster i den største Karoo -region i Sydafrika spænder vidt. Der er foretaget nogle få undersøgelser for regeringen om potentialet for skifergas i landet. Disse omfatter en rapport om den tekniske beredskab for en skifergasindustri, en strategisk miljøvurdering af skifergas og en multi-authored akademisk bog om hydraulisk brud i Karoo. Regeringen skal nu integrere disse oplysninger i politikken og udvikle regler for frackingindustrien.

Miljøgrupper og grundejere er bekymrede over det negative miljø og den sociale indvirkning af fracking. De siger, at det kan have indflydelse på vandkvalitet og mængde, og kan også forårsage fragmentering og tab af levesteder. De er også bekymrede over mulig øget seismicitet forbundet med dyb brøndspildevandsindsprøjtning og fracking -operationer.

Vores forskning gik ud på at se på sammenhængen mellem jordskælv og fracking. Det var en del af sårbarhedskortlægningen for fracking i Sydafrika. Vi fandt ud af, at områderne med den største sårbarhed for seismicitet forbundet med fracking var i dele af Western Cape, Gauteng, Nordvestprovinsen, Mpumalanga, KwaZulu-Natal og en af ​​Sydafrikas naboer, Swaziland. Selvom der ikke forventes at blive fundet gas i mange af disse områder, de ville stadig være tilbøjelige til de seismiske virkninger af fracking i Karoo -bassinet, stedet for det, der formodes at være landets største gasforekomster.

Seismiske farer i Sydafrika er ikke høje efter internationale normer. Men der kan være betydelig skade på infrastrukturen, hvis seismiciteten stiger.

Fracking og jordskælv

Under fracking en blanding af vand, sand og kemikalier - kendt som fracking fluid - pumpes under højt tryk ind i en brønd for at bryde sten og frigive kulbrinter. Disse carbonhydrider ekstraheres ved brøndhovedet sammen med spildevand, der indeholder en blanding af frackingvæske og formationsvand. Spildevandet kan bortskaffes ved at injicere det under jorden gennem dybe brønde.

Både ekstraktion og underjordisk injektion af væsker har vist sig at forårsage jordskælv. Men størrelsen på disse begivenheder er uklar; lige fra relativt små jordskælv som størrelsesorden 2,3 i Blackpool, England til jordskælvet på 5,7 i Prag, Oklahoma i november 2011.

Der har været mindst to seismiske begivenheder med bekymringer med størrelser, der er lig med eller større end 7,0, både i Gazli i Usbekistan, hvor gas trækkes tilbage. Selvom de ikke kunne knyttes direkte til fracking, de viste nogle træk forbundet med fracking-inducerede jordskælv.

Forbindelsen mellem spildevandspumpning og seismicitet er uden tvivl. Forskere mener, at tre faktorer er ansvarlige for fracking af inducerede eller udløste seismiske hændelser:

• tilstedeværelse og orientering af tektoniske fejl,
• spændingstilstand i fejlen under overfladen, og
• dybden og forholdet mellem fejlene og frackingprocessen som helhed.

Seismisk aktivitet i Sydafrika

Seismiske data om tidligere begivenheder i Sydafrika er ufuldstændige, fordi det sydafrikanske nationale seismografnetværk primært overvåger områder med mine-relateret seismicitet i landets centrale og nordlige dele.

De første seismiske registreringer blev startet i 1620, men disse indeholder betydelige datagab. Information om aktive fejl, der kan forårsage jordskælv, er begrænset; derfor bruges normalt oplysninger fra lignende tektoniske områder som det centrale og østlige USA.

Det, vi ved, er, at store seismiske begivenheder - eller jordskælv - er sjældne i Sydafrika. Dette er fordi landet er placeret på indersiden af ​​en tektonisk plade, et relativt stift område, der er mere stabilt i forhold til andre pladegrænser.

Landet har tidligere oplevet flere store minerelaterede jordskælv. Den ene fandt sted i Stilfontein den 9. marts 2005; en anden nær Orkney den 5. august 2014. Begge jordskælv, med størrelsesorden henholdsvis 5,3 og 5,5 var stærke nok til at skade den omgivende infrastruktur.

Sydafrikas mest ødelæggende jordskælv med tektonisk oprindelse, måle størrelse 6,3, fandt sted ved Kap ved St. Lucia den 31. december 1932. Den 29. september 1969 ramte et jordskælv på 6,3 byer i Western Cape, dræbte 12 mennesker og forårsagede omfattende skader.

Seismisk fare i Sydafrika

Effekten af ​​fracking på den lokale seismiske region kan måles ved at analysere seismiciteten før, i løbet af, og efter fracking -processen.

Men der er lidt viden om geologiske oplysninger for Karoo -regionen, hvor fracking er blevet foreslået. Figur et viser fordelingen af ​​seismisk fare i Sydafrika. Det betyder, at potentielt farlige fejl i regionen kan gå uopdaget. Det er vigtigt at få mere geologisk og tektonisk information samt data om graden og dybden af ​​den foreslåede fracking -proces i regionen. Dette kan fortælle os, hvilken seismisk effekt vi kan forvente som følge af fracking.

Det er ekstremt vigtigt at overvåge lokal seismisk aktivitet, før fracking begynder at skabe en grundlinje for det specifikke sted og de omkringliggende områder. Seismisk overvågning før efterforskning vil hjælpe med at identificere placeringen af ​​fejl og stressfeltets natur i områder, hvor det i øjeblikket er ukendt. Det her, forbundet med seismisk overvågning under og efter fracking, kan hjælpe forskere med at udføre pålidelige risikovurderinger for at hjælpe med korrekt regulering.

Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort på The Conversation. Læs den originale artikel.