Rassegna sulla sismicità indotta dalle attività antropiche

Chi mi segue sa che sono fra i più chiari sostenitori del fatto che l’industria petrolifera e il consumo di combustibili fossili siano un forte problema ambientale, sia per il global warming che per l'inquinamento e che è necessario ridurne il consumo. Come ho sempre detto che il fracking è una oscenità. Ma il rigore scientifico non mi consente di accusare l’industria petrolifera anche di quello che non fa. 




Allora, visto che stasera le Iene parleranno di sismicità indotta, occorre puntualizzare alcune cose:




1. il problema esiste eccome, e la sismicità indotta è rilevata anche in Italia, come ho scritto qui

2. ma, attenzione, non riguarda la sismicità appenninica di questi mesi  
3. i terremoti provenienti da sismicità indotta in genere possono essere risentiti perché superficiali (la profondità tipica è tra 3 e 8 km). Ma la loro Magnitudo è solitamente molto bassa: ci sono pochissimi casi in cui il valore di M è superiore a 2.5. solo in Oklahoma, per le particolari caratteristiche geologiche, abbiamo avuto eventi che hanno superato M 5
4. non è automatico che se l'ipocentro di un terremoto sia a meno di 10 km dalla superficie allora il terremoto è indotto. La sismicità storica italiana ad esempio presenta danni elevati nonostante livelli di Magnitudo abbastanza bassi perché, a differenza del Giappone, gli eventi si scatenano a profondità molto basse, come hanno dimostrato anche gli ultimi importanti sismi appenninici

Cominciamo a dire cosa è un terremoto: un movimento brusco lungo una superficie di frattura preesistente nel terreno, che viene considerata per convenzione un piano.

I piani di faglia normalmente non si muovono, perché lo sforzo tettonico che agisce sul piano di faglia è controbilanciato dall’attrito e dalla forma delle due superfici. Un terremoto si genera quando il valore dello sforzo sorpassa quello dell’attrito.




Quindi i modi per innescare un fenomeno sismico sono 2:

- fornire un ulteriore sforzo

- diminuire l’attrito




Ho appena scritto un post proprio sulla bufala della sismicità indotta in rapporto ai terremoti di questi mesi nell’Appennino, facendo notare come le attività di estrazione degli idrocarburi sono da tutt’altra parte e quindi non possono avere nessun rapporto con la sismicità attuale dei monti tra Lazio, Umbria, Marche e Abruzzo 




Anche per i terremoti emiliani del 2012 in Emilia è evidente che non ci sia stato un innesco da parte delle attività umane, come ho scritto qui. 




TERREMOTI DA REINIEZIONE. Una buona parte dei sismi indotti sono causati dalla reiniezione di fluidi in profondità nel terreno, essenzialmentea scopo del loro smaltimento.

La reiniezione di fluidi nel terreno è un fenomeno che aumenta la pressione dei liquidi nelle falde acquifere e riesce a ridurre l’attrito lungo i piani di faglia, se riesce ad arrivarci. Come ho fatto notare in questo post, è questo il motivo del perché i terremoti vengono indotti dalla reiniezione solo in alcuni casi.

Il primo riconoscimento del problema è del 1966 [1]: si trattava di una forte produzione di acque inquinate derivate dalla produzione di armi, che venivano iniettate nel sottosuolo a scopo di smaltimento nei dintorni di Denver, a partire dal 1961. Queste operazioni hanno generato una sismicità piuttosto rilevante, come si vede nella immagine qui sotto (un pensiero umoristico: i primi terremoti artificiali sono stati provocati dall'esercito degli amerikani.. eccellente per i compolottisti..)




SISMICITÀ E IDROCARBURI: REINIEZIONE DEI FLUIDI RESIDUI. Il drammatico aumento della sismicità in zone virtualmente asismiche come gli Stati Uniti centrali che si è avuto dalla fine degli anni '90 è proprio ascrivibile a questa situazione, correlata però all’estrazione di idrocarburi.

Cosa è successo? Fondamentalmente i metodi tradizionali più o meno estraggono idrocarburi come si estrae l’acqua: si pompa il fluido che è contenuto in una falda, a prescindere se sia acqua, gas o petrolio.

In alcuni casi però non è possibile fare così, perché gli idrocarburi sono intrappolati dentro dei sedimenti dai quali non riescono ad uscire naturalmente. Allora si fa il fracking, si frantuma la roccia come si rompe un salvadanaio per prenderci i soldi. Il problema è che per frantumarla si usa acqua in pressione a cui sono aggiunte sostanze “un po' diverse” da quelle tipiche di una sorgente di montagna e siccome una parte di queste acque torna indietro va smaltita in qualche modo perché dato il suo contenuto non può essere riversata nell’ambiente. 

La soluzione più economica è quella di immettere di nuovo tutte queste acque in profondità, e in alcuni casi questa reiniezione genera sismicità perché l’aumento della pressione dei liquidi nelle zone di faglia ne riduce l’attrito fino a far prevalere gli sforzi che sono immagazzinati nel sottosuolo sotto forma di energia elastica. Ne ho parlato qui: i terremoti si verificano dove la reiniezione nei sedimenti avviene molti vicino al basamento metamorfico paleozoico e quando i tassi di reiniezione sono molto alti.

Altre volte viene invece reimmessa acqua precedentemente estratta insieme al petrolio in coltivazioni tradizionali: questa acqua non può (ovviamente!) essere venduta insieme al petrolio, che deve contenerle il meno possibile; quindi viene separata dal greggio, ma anche in questo caso abbiamo una salamoia salina che, sia pure naturale, è parecchio inquinante e quindi va smaltita e anche in questo caso la via più economica è lo smaltimento in pozzi profondi. Alle volte quest’acqua viene reimmessa nella falda da cui è stata precedentemente estratta per rialzare il livello della falda stessa e quindi estrarre petrolio da profondità minori (il petrolio galleggia sopra l’acqua)

Ci sono due zone, l’Oklahoma e l’area di Los Angeles in cui la sismicità è prodotta proprio dalla reiniezione di acque provenienti da coltivazioni tradizionali e non da facking.

Sulla questione dell’Oklahoma ho scritto questo post. In Italia il problema non riguarda l’Emilia, ma c’è forse qualche problema in Basilicata




SISMICITÀ E IDROCARBURI: QUANDO VIENE PROVOCATA DIRETTAMENTE DALLE ESTRAZIONI. È una cosa che per fortuna, succede molto di rado. Gli unici casi accertati sono in Canada occidentale e un caso nel bacino del Caspio. Per quanto riguarda il fracking, è direttamente causa di sismicità in 3 casi, nell’Ohio (Poland Township), in Inghilterra (Lancashire) e, ancora una volta, nel Canada occidentale.




ALTRE ATTIVITÀ CHE GENERANO SISMICITÀ. In alcuni casi la sismicità è provocata dal riempimento di invasi artificiali: in questo caso la pressione dell’acqua può modificare lo stato di sforzo, il cui valore quindi può passare quello dell’attrito e provocare un sisma.

Ma l’attività che desta maggiore preoccupazione al proposito è la GEOTERMIA. A Larderello e in Islanda i fluidi geotermici arrivano naturalmente in superficie. In molte aree però per sfruttare il calore interno della Terra occorre creare il circuito di acque per gli scambi di calore. E in questo caso si può indurre sismicità.

È successo sicuramente a San Gallo, in Svizzera, nel 2013.

Continuo ad evitare di pronunciarmi sull’Amiata perché l’area oggetto di coltivazione geotermica è anche naturalmente sismica, per cui mi è difficile esprimermi.




Anche lo STOCCAGGIO SOTTERRANEO DI GAS può indurre sismicità. Un esempio classico è avvenuto in Spagna con il progetto CASTOR, sulla costa fra Barcellona e Valencia. Lo stoccaggio doveva essere realizzato in un giacimento di petrolio esaurito. Ma le prime iniezioni di gas hanno rimesso in moto una vecchia faglia di quando si aprì il bacino tra Spagna e Baleari e il progetto fu provvidenzialmente sospeso.

Questa faglia non era stata notata durante la progettazione del bacino.

La presenza di faglie, attive o no, è ovviamente una questione delicata quando si progetta uno stoccaggio di gas ed è per questo che sono stato sempre contrario al progetto di Rivara, non essendo privo di rischi teorici da questo punto di vista.




Quindi è vero che la sismicità può essere indotta da attività antropiche e non solo dalla reiniezione di acque. Ma i pochi casi sporadici non consentono di fare di ogni erba un fascio: in generale le estrazioni non producono sismicità e chi afferma il contrario mente sapendo di mentire

E sicuramente con i terremoti in Emilia e nell’Appennino centrale degli ultimi anni non c’entrano nulla




[1] Evans (1966) The Denver area earthquakes and the Rocky Mountain arsenal disposal The Mountain Geologist, 3-1, 23-16