le attività estrattive di idrocarburi e i terremoti nell'Adriatico: una connessione totalmente sballata

Ancora una volta, dopo un evento sismico nell'Adriatico, sono circolate voci sulla presunta origine antropica dell'evento (ovviamente per colpa "delle trivelle"). Qualcuno ha persino affermato che nel mare a largo delle coste adriatiche pugliesi non ci siano faglie... Pertanto voglio tornare nuovamente sulla questione per precisare ancora una volta cosa sia la sismicità indotta e come il termine "trivelle" non sia particolarmente azzeccato per descrivere la situazione. La cosa più "divertente" poi è che se per trivelle intendiamo "perforazioni"... beh.. fra le attività connesse allo sfruttamento degli idrocarburi è proprio quella che NON è in grado di produrre sismicità...

La mappa del Ministero dello Sviluppo Economico con le concessioni a largo della Puglia
In rosso l'area di produzione attuale, mentre la stella indica l'epicentro dell'evento del 24 marzo

Il terremoto M 3.7 di sabato 24-03-2018 ore 00:31:56 (ora italiana) a largo della costa adriatica brindisina ha scatenato il solito putiferio per le (im)possibili connessioni con l’attività estrattiva, come era successo nel dicembre 2015 in occasione di una sequenza sismica avvenuta nell’Adriatico centrale.

Anche stavolta l'ipocentro dell’evento è intorno ai 28 km di profondità, troppo elevata per parlare di sismicità indotta, e Aquila, il campo petrolifero più vicino, si trova a più di 50 km di distanza (la zona interessata alla coltivazione è quella in rosso nella carta). Già questi due dati dimostrano che non è possibile la minima connessione fra le due cose. Ma siccome la prassi scientifica vuole che si motivi una affermazione del genere, vado avanti a parlarne.

Esempi di sismicità indotta da attività antropiche

LA SISMICITÀ INDOTTA DALLE ATTIVITÀ ANTROPICHE. Giova ribadire che nessuno nega la presenza della sismicità indotta dalle attività connesse all’estrazione degli idrocarburi. Solo che questo avviene solo in determinati e particolari frangenti.

Mi sono occupato spesso del problema. In cosa consiste la sismicità indotta di origine antropica? Ne ho parlato per esempio qui. Riassumendo, una superficie di faglia è normalmente bloccata a causa dell’attrito; per permettere il movimento lo sforzo deve superare l’attrito e affinché succeda o diminuisce l’attrito o aumenta lo sforzo. In Natura in genere è “la seconda che ho detto”: gli sforzi tettonici immagazzinati nella crosta terrestre aumentano fino a quando il piano si muove. Solo in pochissimi casi si ha una diminuzione dell’attrito. 

La sismicità indotta avviene quando le attività antropiche rimettono in movimento vecchie faglie che ormai non sarebbero più in grado si muoversi da sole e si differenzia da quella naturale anche per le sue modalità di svolgimento. Alcune attività antropiche possono quindi provocare dei cambiamenti nello stato di sforzo del sottosuolo e mettere in movimento delle faglie. Se si tratta di faglie ormai non più attive perchè formatesi in una fase tettonica ormai esaurita da tempo (ad esempio quelle delle pianure degli USA centrali, che devono la loro formazione all'orogenesi Varisica oltre 200 milioni di anni fa, si parla di sismicità indotta, che ha un comportamento molto diverso da quella naturale. Se invece le attività antropiche influenzano un a faglia attiva, che si sarebbe comunque mossa in futuro si parla di sismicità attivata; questa, al contrario di quella indotta, si comporta in modo più simile a quella naturale. Ho anche parlato specificamente della sismicità indotta sul territorio italiano.

Mi soffermo in questo post esclusivamente sulla sismicità indotta connessa all’attività petrolifera, perché è quella ipoteticamente (e completamente erroneamente) chiamata come causa dell’evento sismico di qualche notte fa. 

ESTRAZIONE DI IDROCARBURI E SISMICITÀ INDOTTA. In genere l’attività di estrazione di idrocarburi è connessa invece al primo caso e cioè la diminuzione dello sforzo lungo un piano di faglia bloccato.  E questo succede a causa di una attività secondaria, la reiniezione nel sottosuolo delle cosiddette acque di strato, acque estratte insieme al petrolio ma che devono esservi separate prima della spedizione del greggio per alcuni ovvi motivi: 

• il trasporto di greggio misto ad acqua costerebbe di più perché ci sarebbe più roba da trasportare (e per giunta più pesante del greggio stesso!)
• se non venisse fatta nella località di estrazione, questa separazione andrebbe fatta nella raffineria

Queste acque sono particolarmente inquinanti e non a causa della attività mineraria, semplicemente per i composti che vi sono stati sciolti nei milioni di anni che sono passati dalla formazione del giacimento ad oggi; in particolare hanno una salinità altissima (oltre 10 volte quella media del mare!). Pertanto non possono essere disperse nell'ambiente; le soluzioni sarebbero due: depurarle o reimmetterle nel sottosuolo, più o meno esattamente dove erano. La seconda soluzione è preferibile, per costi, per questioni ambientali (l’acqua torna più o meno dov’era) e anche perché la reiniezione consente di migliorare la produttività del giacimento.

Il problema è che in ALCUNI CASI SPECIFICI, la reiniezione delle acque di strato può provocare sismicità indotta perché aumenta la pressione dei liquidi lungo delle faglie, diminuendone l’attrito. Il primo caso accertato non riguarda l’attività petrolifera: fu individuato nel 1966: 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[1].

CASI ACCERTATI DI SISMICITÀ INDOTTA CONNESSI ALLO SFRUTTAMENTO DI GIACIMENTI DI IDROCARBURI. In generale dove la reiniezione avviene nei sedimenti ma in zone prossime al basamento roccioso, oppure se le acque di strato vengono pompate in acquiferi confinati all’interno di una zona precisa a causa della presenza intorno di rocce impermeabili. La cosa è avvenuta nel 2006 anche in Basilicata, per la reiniezione a Costa Molina. 

In entrambi i casi con l’effetto dell’aumento della pressione lungo le faglie preesistenti, diminuendione l’attrito che le tiene ferme. In aggiunta a queste caratteristiche geologiche, la discriminante antropica non è il volume di liquidi reinniettati, ma l’elevato tasso di reiniezione. Questo è chiaro, ad esempio, per la sismicità indotta negli USA centrali [2]. In particolare in Oklahoma ci sono chiare evidenze di un rapporto fra reiniezione e sismicità fino dagli albori dell’attività estrattiva nella prima metà del XX secolo [3]. Dal 2017 in questo ultimo Stato la limitazione del tasso di reiniezione ha per fortuna diminuito drasticamente la sismicità, che tra 2014 e 2016 ha prodotto eventi a M superiore a 5, i quali, vista anche la bassa profondità, hanno provocato danni ad edifici costruiti in un’area in cui la sismicità naturale non era certo un problema.

La zona di origine dei terremoti sotto un campo di estrazione di metano
nel Western Sedimentary Basin in Canada

PROFONDITÀ DELLA SISMICITÀ INDOTTA. Da questo segue che l'attività antropica è in grado di generare solo terremoti a profondità molto ridotta (diciamo non oltre gli 8 km) e che, vista la profondità ipocentrale e la distanza dai campi petroliferi, da un lato gli strepiti sulle trivelle come causa dei terremoti dell'Adriatico del dicembre 2015 e di quello della notte fra venerdì e sabato scorsi sono, mi si permetta il termine, delle emerite cazzate. C'è poi chi afferma, sbagliando, che qualsiasi terremoto avvenuto a profondità inferiore a 10 km sia di origine antropica. È un errore che denota impreparazione scientifica e volontà di piegare i dati alle proprie convinzioni o convenienze. non lo sono di sicuro quelli emiliani del 2012, ad esempio (come ho scritto qui), tantomeno quelli della crisi sismica iniziata il 24 agosto 2016 nell’Italia Centrale. In buona sostanza: i terremoti dovuti ad attività antropica hanno tutti lun ipocentro abbastanza superficiale (inferiore ai 10 km), ma non tutti i terremoti superficiali hanno origine artificiale.

In alcuni casi invece sono proprio le attività estrattive che provocano sismicità. È successo in Olanda e nel Canada occidentale. Come dimostra il caso del Western Sedimentary Basin in Canada, dove si estrae alternativamente petrolio e gas, questo problema è limitato alla sola estrazione di gas [4]. Il fenomeno avviene perché la pressIone del gas è maggiore di quella di petrolio e quindi la sua estrazione – sempre in alcuni casi particolari -  può risultare in una modifica del campo di sforzo regionale dovuta alla compattazione del sottosuolo nelle zone dove il gas è stato estratto [5]. In Olanda sono state prese delle precauzioni affinché ciò non succeda più: in particolare a Groeningen è stato diminuito il tasso di estrazione del gas. In questi casi, dunque, l’innesco della sismicità è invece dovuto a modificazioni del campo di sforzo tettonico.

NO. L'AIRGUN NON C'ENTRA NIENTE. Qualcuno ha poi adombrato l’ipotesi che tecniche come l’airgun possano provocare terremoti. Che cos’è l’airgun? È una tecnica usata per l’ispezione geofisica dei fondali marini. Come dice il nome si tratta di una “pistola ad aria”, quindi un dispositivo che spara aria compressa in acqua: le onde acustiche prodotte dal dispositivo si propagano sotto il fondale, dove subiscono cambiamenti di velocità, riflessioni e rifrazioni lungo le discontinuità litologiche; le onde vengono registrare da una rete di ricevitori, gli idrofoni. Confrontando le onde ricevute dai vari idrofoni e i diversi tempi di arrivo è possibile ricostruire la stratigrafia del sottosuolo. In questo modo vengono individuate la struttura e la litologia del terreno e la eventuale presenza di gas o di liquidi. Queste indagini sono quindi fondamentali per la ricerca off-shore di idrocarburi, ma lo sono anche per la ricerca geologica di base e, rimanendo sul pratico, per l’individuazione di faglie attive sotto il fondo marino.

Ma l’airgun può innescare terremoti? Assolutamente no! Senza dare delle misure che coinvolgono complessi calcoli e valori delle unità di misura all’ennesima potenza di 10, difficilmente apprezzabili dai non addetti ai lavori, sarebbe più o meno come pensare che una formica possa spostare un masso che neanche un uomo riesce a muovere… Quindi chi afferma ciò o parla di cose di cui non sa niente o è in malafede. Nel primo caso farebbe bene a stare zitto per decenza. Nel secondo starebbe zitto se solo avesse un po' di onestà intellettuale.

Non entro nel merito della questione del disturbo ai mammiferi marini, semplicemente perchè non è il mio campo e non sono in grado di dare un giudizio scientificamente appropriato. 

Questa è una trivella: un attrezzo per perforare il terreno,
ma solo nei primi metri e non per andar ein profondità!

"TRIVELLE": UN TERMINE FUORVIANTE. Ed ora veniamo ad una questione terminologica. Odio il termine “trivelle”, perché è applicato in maniera assolutamente impropria. È vero: una trivella è uno strumento per perforare il terreno; ma è un qualcosa che serve solo per cose molto superficiali, non certo per scavare pozzi esplorativi o estrattivi profondi vari kilometri…

Siamo quindi davanti al solito pessimo esempio di un ambientalismo di bassa lega, dalle scarse conoscenze scientifiche, che fa più danni all’ambiente di quelli che ci sarebbero senza (d’accordo… io sono considerato un ambientalista eretico...)

Inoltre il termine denota una certa confusione fra perforazioni a scopo esplorativo, perforazioni a scopo di produzione di idrocarburi, estrazione stessa e reiniezione delle acque di stato.

Insomma, ci sono ben quattro attività diverse che vengono, al solito deliberatamente o inconsapevolmente, confuse nel termine “trivelle”:

Un pozzo petrolifero:
enormemente più complesso di una trivella

1. perforazioni a scopo esplorativo: dopo che prospezioni geofisiche (per esempio nei giacimenti offshore l’airgun) hanno indicato la probabile presenza di idrocarburi, una perforazione esplorativa arriva in profondità, più o meno al centro del presunto giacimento, per verificare praticamente quanto ipotizzato
2. perforazioni a scopo estrattivo: una volta che il pozzo esplorativo ha chiarito che qualità e quantità di idrocarburi sono interessanti, vengono perforati i pozzi produttivi
3. pompaggio dal sottosuolo: viene effettuato dai pozzi produttivi
4. pompaggio nel sottosuolo: se il petrolio estratto contiene salamoie saline, queste vengono reiniettate nel giacimento. Per farlo in genere si usano pozzi produttivi già scavati, ma alle volte i pozzi di reiniezione vengono appositamente perforati

Noto inoltre, dal punto di vista sismico, che l’attività di perforazione (che sarebbe quella più vicina al termine “trivelle”...),  è proprio quella NON in grado di indurre sismicità, che semmai, come abbiamo visto, è indotta dai pompaggi (dal sottosuolo o nel sottosuolo)…

Quindi non sono “le trivelle” che generano sismicità.

Da ultimo mi si permetta una considerazione: che gli idrocarburi facciano danni ingenti è ineccepibile, ma lo fanno essenzialmente quando vengono bruciati, sia in termini di gas-serra che in termini di inquinamento atmosferico. Gli incidenti durante la produzione e/o il trasporto sono stati alle volte molto gravi ma hanno una incidenza men che trascurabile sul problema generale dell’inquinamento atmosferico e delle acque e di quello delle emissioni di gas-serra. 

Essere contro eventuali attività petrolifere nei mari italiani, ma continuare ad usare l’automobile è una contraddizione in termini. Anche se da un lato mi pare che sarebbe il caso di estrarre i nostri idrocarburi solo quando i prezzi diventeranno particolarmente alti e non a quelli attuali. Dall’altro lato invece il petrolio e il gas italiano sarebbero “prodotti a km zero” e quindi il loro impiego diminuirebbe le emissioni per il trasporto del greggio dai luoghi di produzione a quelli di raffinazione in Italia. 

1  Evans (1966) The Denver area earthquakes and the Rocky Mountain arsenal disposal The Mountain Geologist, 3-1, 23-16
2 Weingarten et al. (2015): High-rate injection is associated with the increase in U.S. mid-continent seismicity. Science 348; 1336 – 1340
3 Hough e Page 2015 A Century of Induced Earthquakes in Oklahoma? Bulletin of the Seismological Society of America, Vol. 105, No. 6, pp. –, December 2015, doi: 10.1785/0120150109
4. Baranova et al 1999 A model for induced seismicity caused by hydrocarbon production in the Western Canada Sedimentary Basin Can. J. Earth Sci. 36: 47–64
5 van Thienen-Visser e Breunese (2015) Induced seismicity of the Groningen gas field: History and recent developments The Leading Edge June 2015 pp.664 – 671
6.  Wetmiller, R.J. 1986. Earthquakes near Rocky Mountain House,
Alberta, and their relationship to gas production facilities. Cana-
dian Journal of Earth Sciences, 23: 172–181