Toezicht, onderscheiding en beheersing van seismiciteit geïnduceerd door industriële activiteiten

We merken een toename op van het aantal aardbevingen veroorzaakt door de mens. Dergelijke aardbevingen kunnen veroorzaakt worden door explosies, extractie en opslag van koolwaterstoffen, exploitatie van schaliegas en olie, opwekken van geothermische energie, mijnactiviteit, opslag van CO2, gebruik van waterreservoirs, …

In het geval van explosies zijn de aardbevingen het rechtstreeks gevolg van de ontploffing. Meestal zijn deze afkomstig van steengroeves, civiele afbraakwerken, het opruimen van oude bommen, nucleaire testen en ongelukken zoals gasexplosies.

In de andere gevallen worden aardbevingen veroorzaakt door het veranderen van de spanning in de aardkorst of van de wrijvingseigenschappen van breukzones. Dit kan gebeuren door het toevoegen of verwijderen van massa en door het oppompen of injecteren van gassen en/of vloeistoffen.

Een recente publicatie in Review of Geophysics (1) geeft een overzicht van de problematiek rond toezicht, onderscheiding en beheersing van geïnduceerde seismiciteit, en onderstreept de wetenschappelijke en maatschappelijke uitdagingen ervan in Europa. Alle betrokkenen, zoals de industriële sector en de verantwoordelijke overheden, zouden op de hoogte moeten zijn van deze informatie.

De belangrijkste punten zijn:

  1. Installatie van een dicht seismisch toezichtnetwerk, aangepast aan de geometrie van het industrieel proces; dit is de verantwoordelijkheid van de uitvoerder van het project, onder toezicht van de verantwoordelijke overheden. Een dergelijk netwerk is onmisbaar voor een betrouwbare bepaling van de magnitude en locatie van de geïnduceerde aardbevingen. Het netwerk moet operationeel zijn vooraleer de industriële activiteiten aanvangen, zodat de natuurlijke seismiciteit correct kan onderscheiden worden. Alle wetenschappelijke gegevens moeten beschikbaar, bruikbaar en publiceerbaar zijn voor wetenschappers en overheid;
  2. Ontwikkeling of toepassing van bestaande middelen om betrouwbare resultaten in real-time te bekomen;
  3. Onderzoek van de seismische gevarenkans en de evolutie ervan met de tijd (dit is de kans op het ondervinden van een bepaald grondbeweginsniveau t.g.v. aardbevingen) en het seismisch risico (kans op schade en de kost ervan); bepalen van maatregelen om het risico te verminderen;
  4. Opstellen van een actieplan: bv. een “verkeerslichtsysteem” met een drempelwaarde waarboven de industriële activiteit moet stoppen of minderen. Dit systeem kan gebaseerd zijn op magnitude, b-waarde (aantal aardbevingen in functie van magnitude) en locatie van de aardbevingen (bv. opvolgen of er interactie ontstaat met gekende breuken). Het plan moet ook op voorhand een protocol voorzien voor eventuele aanpassing van de industriële activiteit (inclusief het stopzetten ervan).
  5. Regelgeving omtrent de problematiek moet op Europees niveau bepaald worden.

Enkele belangrijke inleidende artikels tot de problematiek, waarin verdere referenties te vinden zijn:

  1. A. P. Rinaldi, J. F. Clinton, T. A. Stabile, B. Dost, M. G. Fernandez, S. Wiemer, and T. Dahm (2017), Current challenges in monitoring, discrimination, and management of induced seismicity related to underground industrial activities: A European perspective, Rev. Geophys., 55, doi:10.1002/2016RG000542.
  2. Giardini, D. (2009), Geothermal quake risk must be faced, Nature, 462, 848–849, doi:10.1038/462848a.
  3. Kraft, T., P. M. Mai, S. Wiemer, N. Deichmann, J. Ripperger, P. Kästli, C. Bachmann, D. Fäh, J. Wössner, and D. Giardini (2009), Enhanced Geothermal Systems: Mitigating Risk in Urban Areas, Eos Trans. AGU, 90(32), 273–274, doi:10.1029/2009EO320001.
  4. McGarr, A., et al. (2015), Coping with earthquakes induced by fluid injection, Science, 347(6224), 830–831, doi:10.1126/science.aaa0494
  5. Zoback, M. D. (2010), Reservoir Geomechanics, Cambridge Univ. Press, Cambridge, U. K.
More information? Michel Van camp, m.vancamp@seismologie.be