Cutremurele din locuri precum Utah (SUA), Soultz-sous-Forêts (Franța) și Groningen (Olanda) îi pun în dificultate pe oamenii de știință, deoarece, conform teoriei geologice, acestea nu ar trebui să fie posibile. În aceste regiuni, straturile superficiale ale scoarței terestre ar trebui să se comporte într-un mod care întărește falile atunci când încep să se miște. Manualele sugerează că acest efect de întărire ar trebui să împiedice apariția cutremurelor. Cu toate acestea, seismele se produc totuși în aceste zone presupus stabile.
Cercetătorii de la Universitatea Utrecht și-au propus să înțeleagă de ce. Descoperirile lor, publicate recent în Nature Communications, dezvăluie că falile care au rămas inactive milioane de ani pot acumula stres suplimentar în timp. În cele din urmă, acea presiune acumulată poate fi eliberată într-un singur eveniment. Această perspectivă este crucială pentru identificarea zonelor mai sigure pentru tehnologii precum extracția de energie geotermală și stocarea subterană de energie.
"Faliile pot fi găsite aproape peste tot. Faliile din subsolul superficial sunt de obicei stabile, așa că nu ne așteptăm să apară mișcări de șoc de-a lungul lor", explică Dr. Ylona van Dinther, care a condus studiul. Cu toate acestea, în mod surprinzător, activitatea seismică are loc în primii câțiva kilometri sub suprafață - exact acolo unde solul este considerat cel mai stabil. Aceste cutremure superficiale sunt adesea legate de activități umane, cum ar fi forajul, extracția sau injectarea de fluide. Întrebarea este, așadar, de ce faliile care în mod normal devin mai puternice atunci când se mișcă pot slăbi brusc și pot aluneca, eliberând energie sub formă de cutremur.
Multe cutremure induse de om apar de-a lungul unor falii antice, inactive, care nu s-au deplasat de milioane de ani. Deși aceste falii rămân nemișcate, suprafețele unde rocile se întâlnesc se "vindecă" încet în timp, devenind mai puternice. Această întărire treptată creează o rezistență suplimentară. Când acea rezistență este în cele din urmă depășită, poate provoca o accelerare bruscă de-a lungul faliei. Această accelerare produce un cutremur, chiar și în regiuni pe care modelele geologice le etichetează ca fiind stabile. Deoarece zonele ca acestea nu au o istorie îndelungată a activității seismice, comunitățile locale sunt adesea nepregătite. Clădirile și infrastructura nu sunt proiectate pentru a face față tremurăturilor. "În plus, aceste cutremure au loc la o adâncime la care au loc activități umane, cu alte cuvinte, nu mai adânc de câțiva kilometri. Aceasta este considerabil mai puțin adâncă decât majoritatea cutremurelor naturale." Această adâncime mică înseamnă că astfel de cutremure pot provoca mișcări ale solului mai vizibile și potențial dăunătoare.
Interesant este că echipa din Utrecht a constatat că aceste cutremure sunt evenimente unice. Odată ce stresul acumulat este eliberat, falia se așază într-o nouă stare, mai stabilă. "Ca urmare, nu mai există activitate seismică în acel loc", spune Van Dinther. "Aceasta înseamnă că, deși subsolul din astfel de zone nu se va așeza imediat după oprirea operațiunilor umane, intensitatea cutremurelor - inclusiv magnitudinea maximă așteptată - va scădea treptat."
Când o falie se întărește pe măsură ce se mișcă, secțiunile sale rupte pot aluneca mai ușor una pe lângă alta ulterior, acționând ca bariere naturale care împiedică formarea unor cutremure mai mari. Aceasta înseamnă că riscul general poate fi revizuit în jos, deoarece potențialul pentru cutremure mai puternice scade odată ce falia a alunecat.
Cercetarea are consecințe semnificative asupra modului în care utilizăm și gestionăm subsolul Pământului. Arată că, chiar și în regiunile considerate stabile din punct de vedere geologic, pot apărea cutremure în anumite condiții - dar numai o singură dată per falie. După evenimentul inițial, zona tinde să devină mai sigură. Înțelegerea modului în care se comportă faliile, a modului în care se "vindecă" și a ceea ce le determină să accelereze sau să încetinească este esențială pentru minimizarea riscurilor seismice asociate cu energia geotermală, stocarea carbonului și tehnologii similare. Cu noi modele computaționale, cercetătorii de la Universitatea Utrecht lucrează deja pentru a rafina aceste predicții și pentru a îmbunătăți modul în care sunt comunicate riscurile cutremurelor unice.