Poland Township: un caso di sismicità indotta direttamente dal fracking e non dalla successiva reiniezione dei liquidi di flow - back

A pochi giorni di distanza da quando ho parlato del probabile blocco del fracking nello stato di New York torno a parlare di questa tecnica per una notizia importante. Fino ad oggi i terremoti non erano collegati direttamente al fracking, ma alla reiniezione nel sottosuolo di quella parte dei fluidi iniettati che fuoriesce dai pozzi. Oggi invece è stato accertato che anche la prima iniezione delle acque in pressione, quella che serve per fare il fracking, è capace di generare terremoti. Ciò è successo a Poland Township, nell'Ohio, nel marzo 2014. La conferma è arrivata in questi giorni.  

Un anno e mezzo fa parlando del connubio fra fracking e terremoti scrissi quello che era all'epoca lo stato dell'arte della ricerca: non è il fracking che provoca i terremoti, ma la reiniezione in profondità dei liquidi di flow – back: poco meno del 20% circa dei liquidi iniettati nel sottosuolo per rompere la roccia ritorna in superficie e va smaltito perchè non può essere reimmesso nell'ambiente dato il suo carico di sostanze inquinanti. 

In buona sostanza queste acque, iniettate nel sottosuolo per uno stoccaggio permanente, aumentano la pressione dei liquidi nelle zone di faglia, diminuendo drasticamente l'attrito lungo il piano di scorrimento: un terremoto per iniezione di liquidi si innesca se la pressione nei pori aumenta fino a sorpassare una soglia critica oltre la quale questa pressione riesce a vincere l'attrito che tiene bloccata la faglia; quindi in molti casi lo sforzo che esisteva naturalmente consente, a causa dell'abbattimento del valore di questa soglia, scorrimenti e terremoti su piani di faglia vecchi di centinaia di milioni di anni che senza l'intervento antropico non si sarebbero mai più messi in movimento.  

Lo studio della sismicità più o meno collegabile alle operazioni di fracking (o direttamente o come effetto collaterale) è in continuo aumento, dati i numerosi casi accertati negli USA, dove talvolta, oltre ad essere chiaramente percepibili, alcuni eventi hanno comportato effetti macrosismici ben visibili. Colpisce soprattutto il fatto che la sismicità interessa zone virtualmente asismiche dal punto di vista naturale, nelle pianure centrali degli USA, come si vede nella carta qui sopra e che ha comunque consentito di riconoscere la presenza di faglie molto vecchie, come la Wilzetta Fault nell'Oklahoma, raffigurata qui accanto.

Diciamo che di primo acchito si potrebbe pensare che lo sconquasso generato dal fracking provochi i terremoti, ma appunto questo non risponde a verità, dato il forte divario nel numero e nella intensità fra gli eventi attribuibili alla iniezione di liquidi per fratturare la roccia (che tolto il caso dell'Ohio sono stati piuttosto deboli e sporadici) e quelli attribuibili alla reiniezione degli stessi come smaltimento in una fase successiva. Probabilmente la differenza sta tutta nel tempo: nel caso del fracking le alte pressioni dei liquidi durano poche ore o pochi giorni (sia per la frammentazione della roccia che per la diminuzione del liquido per il 20% di esso che appunto torna indietro), mentre dove si reiniettano le acque di flow – back la pressione dei liquidi ovviamente rimane alta per un tempo non determinabile (specialmente se gli acquiferi sono confinati in uno spazio ristretto).

Poland Township è un'area dell'Ohio al confine con la Pennsylvania, a ovest degli Appalachi. Come nella maggior parte del New England anche qui, a qualche migliaio di metri di profondità ci sono l'Utica Shale e il Marcellus Shale, due dei più importanti gas – shales degli USA.

L'Ohio non è restrittivo come il New York sul frackinhg, ma sicuramente lo è di più rispetto alla Pennsylvania. E fra i casi che hanno suggerito prudenza al governo di questo stato c'è proprio quello di Poland Township.

Veniamo ai fatti: tra il 4 e il 12 marzo 2014 l'area di Poland Township è stata investita da una sequenza sismica: ben 77 eventi, di M compresa fra 1 e 3 di cui solo uno avvertito dalla popolazione, quello a M=3. 

Contemporaneamente erano attive da parte della Hilcorp Energy, società petrolifera texana, operazioni di iniezione nel sottosuolo di acque in pressione per fratturare le rocce sottostanti e ricavare gas metano dall'Utica Shale, in base a dei permessi che la stessa aveva ottenuto nel 2013. Siccome la zona non aveva mai registrato eventi sismici, il Dipartimento delle Risorse Naturali dell'Ohio ha deciso il 10 marzo di bloccare tali operazioni. Due giorni dopo la fine delle operazioni sono cessati gli eventi sismici.

Ne è seguita una serie di studi compiuti da Robert Skoumal, Michael Brudzinski e Brian Currie della Miami University dell'Ohio.

Ovviamente non è che le operazioni di iniezione abbiano provocato la formazione di una faglia: le indagini hanno consentito di capire che i terremoti si sono verificati lungo faglie del basamento precambriano che era stato ricoperto nel Paleozoico inferiore (tra Cambriano e Devoniano), da una spessa serie sedimentaria alla quale appartengono fra gli altri – appunto – anche il Marcellus e l'Utica shales. Vediamo in questa sezione, dove viene evidenziato il confine con la Pennsylvania, come in Ohio il basamento precambriano sia molto più superficiale (le profondità sono in migliaia di piedi, non in metri...). 

Gli scienziati hanno comparato la tempistica dei terremoti con quella della iniezione di liquidi nei pozzi e hanno visto che questi sono avvenuti esclusivamente in corrispondenza di alcune fasi delle operazioni di iniezione dei liquidi, durante le quali si è mossa una faglia subverticale orientata E-W. 

Gli scienziati chiedono una particolare collaborazione fra ricerca scientifica, organismi pubblici di controllo e compagnie petrolifere.

È interessante notare come l'attività sismica abbia insistito solo nella parte nord orientale della concessione e che, comunque, per ulteriori eventuali nuove attività di estrazione in zona dovrà essere esercitato un controllo piuttosto attento.

Quello di Poland Township è per adesso un caso isolato, perché – ripeto – i terremoti durante le operazioni di fracking sono piuttosto limitati soprattutto per la breve durata delle sovrapressioni nel suolo, ma ovviamente deve spingere le Autorità locali ad esercitare una sempre maggiore attenzione al problema. 

Ma è comunque l'ennesima questione che mette in discussione una pratica che mi limito a considerare con un eufemismo "discutibile", in quanto devastante per il sottosuolo, sia per la fratturazione delle rocce che per lo stoccaggio di ingenti quantità di liquidi inquinati nel sottosuolo e dalle possibili tragiche conseguenze in superficie, a partire dalla sismicità indotta e dall'inquinamento di aria e falde acquifere. Anche se, probabilmente, il caso di Poland Township non è frequente e il fracking difficilmente potrà indurre una sismicità intensa.