Kan fracking vara säkert? En ny studie tyder på hur frackning - processen för utvinning av olja och gas som är fångad i stenar djupt under jorden genom att spränga vatten i berget vid högt tryck - kan utföras utan att orsaka jordbävningar, vilket är ett av de mest kända problemen. Även om denna typ av forskning kan hjälpa till att ta fram riktlinjer för att minska riskerna med fracking, i sista hand, det är ingen mening att prata om att fracking är helt "säker".

Du kan lika gärna fråga om du kan se till att din resa till jobbet är säker. Det finns regler för att minska riskerna, såsom hastighetsbegränsningar och motorvägskoden, men det kommer alltid att finnas risk för mänskliga fel eller utrustningsfel. Att ge sig ut på vägarna är en i sig otrygg affär. Självklart, det betyder inte att vi aldrig ska göra det. Riskerna med all industriell verksamhet gör att vi måste tänka noga på för att hantera dem, snarare än att försöka hävda att det är säkert eller inte.

Fracking eller hydraulisk sprickbildning innebär att man pumpar upp till 16 olympiska simbassängers vatten, kemiska tillsatser och sand till skifferstenar som ligger mellan 2 km och 3 km under jord. Detta skapar ett tätt nätverk av små sprickor i klipporna, frigör gas eller olja som rör sig in i vattenströmmen och pumpas eller transporteras till ytan.

Jordbävningar kan uppstå när fracking sker nära ett geologiskt förkastning. Det är lite som hur en svävare fungerar, genom att pumpa luft för att producera en kudde så att den lättare kan glida över markytan. Om frackvätska pumpas in i ett geologiskt fel, det kan också glida lättare. Fracking kan också ändra belastningen på felet, får den att släppa, och ett tillräckligt stort felskifte kommer att kännas som en jordbävning.

Det nya papperet, publicerad i Geomechanics and Geophysics for Geo-Energy and Geo-Resources, försöker förutsäga hur långt från ett geologiskt fel det är säkert att fracka en brunn utan att orsaka en jordbävning. Sådan forskning är viktig eftersom den kan leda till att markområden utesluts för fracking, förhindra jordbävningar och självklart, rädda frackingindustrin från en PR -katastrof.

För att göra denna förutsägelse, forskarna från Keele och Birmingham universitet körde 50 modeller av en fracking-operation löst baserade på en plats i nordvästra England och modellerade omfattningen av den förväntade förändringen i underjordiska spänningar. De kombinerade detta med en uppskattning av den minsta stressförändring som geovetenskapare tror kan utlösa en jordbävning. Resultaten visar att varje frackingsplats måste vara åtminstone 63 meter bort i sidled från eventuella fel, och kanske så långt som 433 meter. De har inte uppskattat hur mycket detta skulle minska risken för en jordbävning.

Fracking har pågått sedan 1950 -talet och i stor kommersiell skala i USA under de senaste 15 åren, så det kan tyckas förvånande att det inte redan finns riktlinjer som täcker denna typ av risk. Men det återspeglar delvis vår begränsade kunskap om det komplexa underjordiska landskapet och hur fracking interagerar med det. På grund av komplexiteten och variationen, en detaljerad förståelse av geologin för vad som finns under jordens yta är mycket ofullständig.

Den okända underjorden

Vi vet att bergskikten under jordens yta är extremt komplexa eftersom vi kan se detta i bergens utgrävningar på ytnivå. På 1970-talet prospekteringsföretag började använda ljudvågor som studsar av underjordiska berglager för att skapa akustiska bilder av underjorden. Ett borrhål kan sedan verifiera vad bilderna motsvarar och berglagrenas egenskaper. Men upplösningen av en seismisk reflektion är låg, var och en representerar i bästa fall tio meter sten.

Denna variation och komplexitet i berget - och vår suddiga förståelse för det - innebär att när fracking genomförs för första gången på någon plats finns det osäkerheter och risker. Hur långt fortsätter bergskikten? Vad händer egentligen med frackningsvätskan? Kan det resa längre än väntat till ett fel?

För att försöka få svar på dessa frågor, geovetare utför experiment i laboratorier, bygga datormodeller och undersöka empiriska bevis från de tusentals frackingoperationer som har utförts i USA. Men, även då, vi kan inte vara säkra på svaren.

Att känna av fracking risker

Till exempel, 2012 ledde jag en studie om hur höga frakturer blir och hur nära ytan de kan komma. Vi använde tusentals mätningar av frakturer från USA. En uppenbar osäkerhet är om frakturernas fulla omfattning detekterades med hjälp av den väletablerade metoden att placera mikrofoner i en närliggande brunn och upptäcka sprickorna när de växer. Vi fann att frakturer orsakade av fracking sannolikt inte kommer att sträcka sig längre än 600 meter vertikalt. Dessa bevis är nu grunden för den brittiska lagen som förbjuder fracking inom 1 km från jordens yta.

Liknande, den nya forskningen om jordbävningar kan en dag informera en lag om var exakt borrning kan ske. Men alla dessa resultat är preliminära, med hjälp av empirisk data, modellering och olika antaganden. Endast genom att borra och noggrant övervaka fler brunnar lär vi oss om vetenskapen är robust.

Det finns planer på att övervaka de första frackingplatserna i Storbritannien. Detta kommer att ge oss data vi kan använda för att sätta in mer exakta parametrar i våra modeller och lära oss om de befintliga riktlinjerna är för slappa eller för konservativa. En dag kunde vi strömma levande miljödata från många webbplatser och automatiskt upptäcka avvikelser, potentiellt gör det möjligt för oss att upptäcka miljöskador tidigt.

Ju mer vi lär oss om fracking, desto mer kommer vi att kunna hantera och minska dess risker. Debatten kring fracking måste börja med lite ärlighet. Mycket lite av vår vardag är helt "säker", och fracking är inget undantag.

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.