De påfrestningar som frigörs av mänskligt framkallade och naturligt förekommande jordbävningar i centrala USA är i många fall oskiljbara, vilket innebär att befintliga verktyg för att förutsäga skakskador kan tillämpas på båda typerna.

Det är den huvudsakliga slutsatsen av en studie av en seismolog från University of Michigan och två kollegor vid Stanford University, schemalagd för onlinepublikation 2 augusti i tidningen Vetenskapliga framsteg .

"Vår studie visar att inducerade jordbävningar och naturliga jordbävningar i centrala USA i sig är likartade, och vi kan förutsäga de skadliga effekterna av inducerade jordbävningar med samma ramverk som naturliga jordbävningar, "sa Yihe Huang, första författare till Vetenskapliga framsteg papper och en biträdande professor vid UM-institutionen för jord- och miljövetenskap.

"Vårt fynd förenklar uppgiften med riskbedömning eftersom vi inte behöver behandla skakningarna från dessa två typer av jordbävningar annorlunda, "sa medförfattaren Gregory Beroza, meddirektör för Stanford's Center for Induced and Triggered Seismicity.

Inom centrala och östra USA, antalet jordbävningar har ökat dramatiskt under de senaste åren. Avfallshantering i djupa brunnar, ofta förknippad med utvinning av olja och naturgas, är den främsta orsaken till den senaste tidens ökning i centrala USA, enligt U.S. Geological Survey.

I mars, USGS drog slutsatsen att cirka 3,5 miljoner människor bor och arbetar i områden i centrala och östra USA med stor potential att skada skakningar från jordbävningar orsakade av människor 2017. De flesta av dem bor i Oklahoma och södra Kansas.

En nyckelfråga är om dessa så kallade inducerade jordbävningar väcker markrörelser som är väsentligt annorlunda än de för naturligt förekommande jordbävningar. Om så är fallet, då kan mänskliga jordbävningar resultera i olika nivåer och typer av skador på byggnader och infrastruktur.

Men om markrörelserna i inducerade och naturliga jordbävningar i stort sett är desamma, då kan ekvationer som används för att förutsäga skador från naturliga jordbävningar också tillämpas på mänskligt framkallade skalv.

För att svara på denna fråga, Huang och hennes kollegor använde tillgängliga instrumentala inspelningar för att uppskatta stressfallet-skillnaden mellan stressen vid ett fel före och efter en jordbävning-med 39 måttliga och naturliga jordbävningar i centrala USA och i östra Nordamerika.

De fann att spänningsfallet av inducerade och naturliga jordbävningar i centrala USA är "oskiljbara" när felmekanismen och djupet av skalven har tagits med. Fyndet tyder på att ekvationer för markrörelse förutsäger, känd som GMPE, används för att förutsäga skador från naturligt förekommande jordbävningar kan också tillämpas på inducerade skalv.

Resultaten överensstämmer också med tanken att både naturligt förekommande och inducerade jordbävningar drivs av påfrestningar längs geologiska fel och att injektion av vätskor i brunnar för djupförvaring framskrider tidpunkten för inducerade jordbävningar, utlöser dem.

Forskarna analyserade naturliga och inducerade jordbävningar med storheter mellan 3,8 och 5,8 i centrala USA och östra Nordamerika, omfattande tre populationer.

De tittade på naturligt förekommande jordbävningar i och runt seismiska zoner i New Madrid och Wabash Valley i centrala USA, liksom inducerade jordbävningar som inträffar längre västerut men öster om Rocky Mountains, främst i Oklahoma och södra Kansas.

I centrala USA, mer än hälften av de inducerade jordbävningarna var grundare än 5 kilometer, medan alla naturligt förekommande jordbävningar var djupare än 5 kilometer.

I östra Nordamerika, de studerade naturligt förekommande amerikanska och kanadensiska jordbävningar runt och öster om Appalachianbergen.

"Vi fann att naturligt förekommande jordbävningar i öst kan leda till starkare skakningar än naturliga jordbävningar i centrala USA, skillnader som delvis kan bero på feltyp, "sa medförfattaren William Ellsworth, meddirektör för Stanford's Center for Induced and Triggered Seismicity.

De flesta östliga jordbävningar uppstår vid omvända fel, medan de flesta centrala USA-inducerade och naturliga jordbävningar inträffar vid strejkfel. Omvända felaktiga jordbävningar har vanligtvis starkare skakningar än jordbävningar.

Mellan 1980 och 2000, Oklahoma var i genomsnitt cirka två jordbävningar större än eller lika med magnituden 2,7 per år, enligt U.S. Geological Survey. Siffran steg till cirka 2, 500 2014 och 4, 000 år 2015, sjönk sedan till 2, 500 år 2016, enligt USGS. Den 3 september, 2016, en jordbävning med storleksordningen 5,8 drabbade Oklahoma, statens största jordbävning hittills.

Enligt USGS, många jordbävningar i Oklahoma och andra delar av centrala USA har utlösts av injektion av avloppsvatten i samband med olje- och gasverksamhet. I vissa fall, bortskaffande av avloppsvatten i djupa brunnar är associerat med hydrauliska sprickställen. Dock, studier tyder på att själva frackningsprocessen sällan är den direkta orsaken till dessa jordbävningar.