Une vague de tremblements de terre dans le sud du Colorado et le nord du Nouveau-Mexique enregistrée entre 2008 et 2010 était probablement due à des fluides pompés profondément sous terre lors de l'élimination des eaux usées de pétrole et de gaz, dit une nouvelle étude de l'Université du Colorado à Boulder.

L'étude, qui a eu lieu dans le 2, Bassin Raton de 200 miles carrés le long de la frontière entre le Colorado et le nord du Nouveau-Mexique, trouvé plus de 1, 800 tremblements de terre jusqu'à la magnitude 4,3 au cours de cette période, le plus lié à l'activité des puits d'injection d'eaux usées. De tels puits sont utilisés pour pomper l'eau dans le sol après son extraction lors de la collecte du méthane gazeux des couches de charbon souterraines.

Un élément clé de la nouvelle étude était l'utilisation de la modélisation hydrogéologique de la pression interstitielle dans ce qu'on appelle la "roche du socle" du bassin de Raton - une roche de plusieurs kilomètres de profondeur qui sous-tend les couches stratifiées les plus anciennes. La pression interstitielle est la pression du fluide dans les fractures et les pores de la roche.

Alors que deux études précédentes ont établi un lien entre les tremblements de terre dans le bassin de Raton et les puits d'injection d'eaux usées, c'est le premier à montrer que les pressions interstitielles élevées en profondeur sont bien au-dessus des seuils de déclenchement des séismes, a déclaré Jenny Nakai, étudiante au doctorat à CU Boulder, auteur principal de l'étude. Les bords nord du bassin de Raton bordent Trinidad, Colorado, et Raton, Nouveau Mexique.

"Nous avons montré pour la première fois un mécanisme causal plausible pour ces tremblements de terre, ", a déclaré Nakai du Département des sciences géologiques. "Les modèles spatiaux de sismicité que nous avons observés se reflètent dans la distribution de l'injection d'eaux usées et dans notre changement de pression interstitielle modélisé."

Un article sur l'étude a été publié dans le Journal of Geophysical Research:Solid Earth . Les co-auteurs de l'étude comprennent les professeurs CU Boulder Anne Sheehan et Shemin Ge des sciences géologiques, ancien doctorant du CU Boulder Matthew Weingarten, maintenant boursier postdoctoral à l'Université de Stanford, et le professeur Susan Bilek de l'Institut des mines et de la technologie du Nouveau-Mexique à Socorro.

Les séismes du bassin de Raton entre 2008 et 2010 ont été mesurés par les sismomètres du EarthScope USArray Transportable Array, un programme financé par la National Science Foundation (NSF) pour mesurer les tremblements de terre et cartographier l'intérieur de la Terre à travers le pays. L'équipe a également utilisé les données sismiques du Colorado Rockies Experiment and Seismic Transects (CREST), également financé par la NSF.

Dans le cadre de la recherche, l'équipe a simulé en 3-D une faille de 12 milles de long glanée à partir de données de sismicité dans la région du parc Vermejo dans le bassin de Raton. Les modèles de sismicité suggèrent également une seconde, faille plus petite dans le bassin de Raton qui était active de 2008 à 2010.

Nakai a déclaré que l'équipe de recherche n'avait pas examiné la relation entre les tremblements de terre du bassin de Raton et la fracturation hydraulique, ou la fracturation hydraulique.

La nouvelle étude a également montré que le nombre de tremblements de terre dans le bassin de Raton est en corrélation avec le volume cumulé d'eaux usées injectées dans des puits jusqu'à environ 9 miles de distance des tremblements de terre individuels. Il existe 28 puits d'évacuation des eaux usées de « classe II » - des puits qui sont utilisés pour éliminer les fluides résiduaires associés à la production de pétrole et de gaz naturel - dans le bassin de Raton, et au moins 200 millions de barils d'eaux usées y ont été injectés sous terre par l'industrie pétrolière et gazière depuis 1994.

"La roche du sous-sol est généralement plus fragile et fracturée que les couches rocheuses au-dessus, " dit Sheehan, également membre de l'Institut coopératif de recherche en sciences de l'environnement de CU. "Lorsque la pression interstitielle augmente dans la roche du sous-sol, cela peut provoquer des tremblements de terre."

Il y a encore beaucoup à apprendre sur les tremblements de terre du bassin de Raton, ont déclaré les chercheurs du CU Boulder. Alors que l'industrie pétrolière et gazière surveille l'activité sismique avec des sismomètres dans le bassin de Raton depuis des années et cartographie certaines failles souterraines, ces données ne sont pas mises à la disposition des chercheurs ou du public.

Les schémas sismiques dans le bassin de Raton sont similaires à ceux d'autres régions des États-Unis qui ont montré une "sismicité induite" probablement causée par des puits d'injection d'eaux usées, dit Nakaï. Des études antérieures impliquant CU Boulder ont montré que les puits d'injection ont probablement causé des tremblements de terre près de Greeley, Colorado, en Oklahoma et dans la région du centre du continent américain ces dernières années.