Les Angelenos jouent sous les derricks à la jetée de Huntington Beach, c. 1930-40. Dans les premières décennies du XXe siècle, Les résidents de LA ont accepté l'affaissement du sol et les petits tremblements de terre comme coût de production de pétrole. Mais le mécontentement a commencé à gronder à la fin des années 1930. Exploitation rapide de Wilmington, l'un des plus grands champs pétrolifères de Californie, et le champ de Huntington Beach a fait couler le port de Long Beach, déformer les voies ferrées et obliger la ville à construire des piliers plus hauts. Crédit:Archives du comté d'Orange
Le pompage de pétrole pendant la Seconde Guerre mondiale sous Los Angeles a probablement déclenché une vague de tremblements de terre de taille moyenne dans les années 1930 et 1940, pouvant conduire les sismologues à surestimer le potentiel sismique de la région, selon une nouvelle recherche publiée dans AGU's Journal of Geophysical Research:Solid Earth .
Six tremblements de terre indépendants et deux répliques de magnitude 4,4 à 5,1 ont secoué L.A. entre 1935 et 1944, un taux d'environ un tous les deux ans. La région a également connu un taux plus élevé de tremblements de terre de faible intensité au cours de cette période. Après 1945, le taux est tombé à un tremblement de terre modéré tous les sept ans.
La nouvelle étude a réexaminé les informations historiques sur les tremblements de terre à partir d'articles de journaux archivés sur les dommages causés par les tremblements de terre, des questionnaires de cartes postales collectés par le Service Littoral et Géodésique, et d'autres sources extraites d'anciens fichiers et des recoins poussiéreux du cyberespace.
Les auteurs ont utilisé ces informations pour affiner les emplacements des tremblements de terre identifiés par les premiers capteurs de mouvement de la Terre. Les premiers sismomètres aux États-Unis ont commencé à surveiller l'activité sismique dans la région de Los Angeles en 1932. On sait que ces premiers instruments pouvaient se tromper en localisant les épicentres des tremblements de terre à des dizaines de kilomètres en raison des limitations de leurs horloges, et parce que les instruments à faible sensibilité étaient si peu nombreux, selon les auteurs de l'étude. L'extrapolation de l'emplacement du séisme à partir des enregistrements sismométriques repose sur des mesures temporelles précises.
Rapports de dommages, qui spécifiaient souvent des adresses ou des intersections, localisé des régions confinées de dommages maximum à une distance des emplacements indiqués par ces premiers sismomètres et à proximité de nombreux champs pétrolifères actifs, selon la nouvelle recherche. La nouvelle étude a modélisé le stress sur les failles locales sur la base de données archivées, trouver des zones de stress élevé correspondait aux épicentres déplacés.
"Tous ces petits tremblements de terre se sont produits dans les années 1930. Il semblait que la région de L.A. était très active sur le plan sismique, et bien sûr il est assez actif, mais si vous rejetez ces tremblements de terre induits par le pétrole, vous obtenez un taux de sismicité inférieur, " dit Roger Bilham, un géologue à l'Université du Colorado Boulder et un auteur de la nouvelle étude.
Contrairement aux récents tremblements de terre associés à la fracturation hydraulique en Oklahoma, les événements du milieu du siècle n'ont pas été causés par une injection de fluide en profondeur, mais ont probablement été causés par l'extraction de pétrole du sol, selon la nouvelle étude.
L'adoption généralisée à la fin des années 1950 de puits d'injection d'eau pour récupérer plus de pétrole à partir de réserves en déclin a probablement résolu le problème en équilibrant le volume de pétrole extrait avec l'eau injectée, une technique maintenant utilisée dans le monde entier. La production de pétrole ne provoque pas de tremblements de terre à L.A. aujourd'hui.
La plupart des tremblements de terre en Californie sont d'origine naturelle et la région de L.A. est sismiquement active. Les auteurs de la nouvelle étude ont déclaré que l'industrie humaine dans le bassin de Los Angeles au début du XXe siècle a probablement poussé certaines failles déjà soumises à des contraintes.
"Si vous faites quelque chose à la Terre, il vous offre toujours une réponse. » dit Bilham. « Ces tremblements de terre que nous avons modélisés se seraient probablement produits dans les cent prochaines années de toute façon. Si un tremblement de terre est sur le point de se produire, il ne faut pas grand-chose pour que cela se produise plus tôt."
Le pétrole a alimenté la croissance de LA de 50, 000 personnes en 1980 à 1,5 million en 1940. Dans les années 1940, le champ de Signal Hill à lui seul avait une forêt de 20, 000 derricks parmi ses maisons d'habitation. Le comté de LA en a encore 3, 000 puits actifs. Crédit :Carte postale de Signal Hill v. 1926, avec l'aimable autorisation de la collection de cartes postales Werner Von Boltenstern, Archives de la bibliothèque de l'Université Loyola Marymount
Le boom pétrolier de L.A.
Plus de 9 milliards de barils de pétrole sont sortis du sol dans la région de Los Angeles depuis que les pionniers du pétrole ont exploité pour la première fois le champ pétrolier de Los Angeles City en 1892.
Trois des tremblements de terre étudiés dans la nouvelle étude se sont produits dans les champs de Wilmington et Torrence, où les opérateurs ont augmenté rapidement la production à la fin des années 1930 et au début des années 1940 pour soutenir la demande de la guerre. Les compagnies pétrolières ont creusé plus de puits et foré plus profondément, atteindre la profondeur des failles actives. La nouvelle étude a noté un schéma de tremblements de terre se produisant quelques mois après l'expansion du puits en dessous de 3 kilomètres (1,9 miles).
La nouvelle étude soutient que le groupe de tremblements de terre dans les années 1930 et 1940 ne pouvait pas être expliqué comme des répliques du tremblement de terre de magnitude 6,3 de Long Beach en 1933, comme cela a été proposé par certains sismologues, mais étaient plus probablement provoquées par des changements de pression dus au pompage de l'huile.
Les compagnies pétrolières elles-mêmes savaient que le pompage causait des tremblements de terre, selon Bilham, parce que de petits tremblements de terre fréquents dans les champs pétrolifères ont endommagé les puits, arrêtant parfois la production pendant des mois. Les dépenses de compensation pour les petits tremblements de terre ont en partie motivé l'adoption de la récupération secondaire du pétrole par l'inondation de l'eau, il a dit.
"Il s'avère qu'il serait presque impossible pour les choses qu'ils faisaient dans les années 1930 de ne pas produire de tremblements de terre, " dit Bilham. " En Californie, ils aspiraient le pétrole si vite qu'ils mettaient en place ces contraintes géantes près des champs pétrolifères, forces suffisantes pour briser la roche. Et nous savons qu'ils ont cassé la roche parce qu'ils ont produit des tremblements de terre dans les champs pétrolifères qui ont sectionné les tuyaux."
Cas froids sismologiques
Le pompage augmentait le risque de mouvement brusque dans les failles voisines car le prélèvement de fluide du sol faisait chuter la pression sous les puits, tirant sur la roche environnante.
Terres affaissées sur les sites de pompage actif, laissant parfois une fossette visible sur le paysage. Sur la base des enregistrements du volume de pétrole pompé des champs et du degré d'affaissement, les auteurs de la nouvelle étude ont calculé les contraintes induites dans la roche. Les rapports de dommages de l'époque correspondaient aux zones de stress élevé.
"Nous savons exactement à quel point Long Beach s'est affaissé, et nous savons aussi combien de pétrole avait été extrait et à quelle profondeur. Nous avons donc pu faire un calcul pour voir si les deux choses correspondaient, et le calcul a montré que c'était le cas, " dit Bilham. " Armé de ça, nous nous sommes demandé quels types de contraintes se produisent aux profondeurs des champs pétrolifères, ou près de l'endroit où ces tremblements de terre se produisaient. Le stress s'avère énorme."
David Simpson, président émérite des Incorporated Research Institutions for Seismology et un sismologue non impliqué dans la nouvelle étude, a déclaré que les scientifiques sont limités par les données disponibles lorsqu'ils examinent des cas anciens, et il y a toujours une possibilité que ces tremblements de terre étaient des événements naturels, mais il trouva l'approche convaincante. La mise en discussion de cas historiques relativement bien documentés, il a dit, est important pour faire avancer la politique, ainsi que la compréhension scientifique et technique des séismes.
« Revenir en arrière et examiner d'anciennes données avec des techniques modernes, c'est un moyen de dépoussiérer les vieux cas froids en sismologie, être le détective et essayer de recoller les morceaux, " a déclaré Simpson. " Il est important de revenir en arrière et de regarder ces cas plus anciens et ils l'ont fait, Je pense, un travail très minutieux de réévaluation des données et de recherche des connexions possibles."
Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation de AGU Blogs (http://blogs.agu.org), une communauté de blogs sur les sciences de la Terre et de l'espace, hébergé par l'American Geophysical Union. Lisez l'histoire originale ici.
