Ett utslag av jordbävningar i södra Colorado och norra New Mexico som registrerades mellan 2008 och 2010 berodde troligen på vätskor som pumpades djupt under jorden under bortskaffande av olja och gas, säger en ny University of Colorado Boulder -studie.

Studien, som ägde rum i 2, 200 kvadratkilometer Raton Basin längs centrala Colorado-norra New Mexico-gränsen, hittade mer än 1, 800 jordbävningar upp till 4,3 under den perioden, länkar mest till avloppsvatteninsprutningsbrunnaktivitet. Sådana brunnar används för att pumpa tillbaka vatten i marken efter att det har extraherats under uppsamling av metangas från underjordiska kolbäddar.

En nyckelbit i den nya studien var användningen av hydrogeologisk modellering av porstryck i det som kallas "källarsten" i Raton Basin - flera mils djup berg som ligger bakom de äldsta skiktade skikten. Poretryck är vätsketrycket i bergfrakturer och bergporer.

Medan två tidigare studier har kopplat jordbävningar i Raton -bassängen till injektionsbrunnar för avloppsvatten, detta är det första som visar att förhöjda porstryck djupt under jorden är långt över jordbävningsutlösande trösklar, sa CU Boulder doktorand Jenny Nakai, huvudstudieförfattare. Ratonbassängens norra kanter gränsar till Trinidad, Colorado, och Raton, New Mexico.

"Vi har för första gången visat en trolig orsaksmekanism för dessa jordbävningar, "sa Nakai vid Institutionen för geologiska vetenskaper." De rumsliga mönstren för seismicitet som vi observerade återspeglas i fördelningen av avloppsvatteninsprutning och vår modellerade por tryckförändring. "

Ett papper om studien publicerades i Journal of Geophysical Research:Solid Earth . Medförfattare till studien inkluderar CU Boulder-professorerna Anne Sheehan och Shemin Ge of geological sciences, tidigare CU Boulder doktorand Matthew Weingarten, nu postdoktor vid Stanford University, och professor Susan Bilek från New Mexico Institute of Mining and Technology i Socorro.

Raton Basin jordbävningar mellan 2008 och 2010 mättes med seismometrar från EarthScope USArray Transportable Array, ett program som finansieras av National Science Foundation (NSF) för att mäta jordbävningar och kartlägga jordens inre över landet. Teamet använde också seismiska data från Colorado Rockies Experiment och Seismic Transects (CREST), finansieras också av NSF.

Som en del av forskningen, laget simulerade i 3D ett 12 mil långt fel som härrörde från seismicitetsdata i Vermejo Park-regionen i Raton Basin. Seismicitetsmönstren föreslår också en andra, mindre fel i Raton Basin som var aktivt från 2008-2010.

Nakai sa att forskargruppen inte tittade på förhållandet mellan jordbävningarna i Raton Basin och hydrauliska sprickor, eller fracking.

Den nya studien visade också att antalet jordbävningar i Raton Basin korrelerar med den kumulativa volymen av avloppsvatten som injiceras i brunnar upp till cirka 9 miles från de enskilda jordbävningarna. Det finns 28 brunnar för avloppsvatten för avloppsvatten "klass II" - brunnar som används för att slänga avfallsvätskor i samband med produktion av olja och naturgas - i Raton Basin, och minst 200 miljoner fat avloppsvatten har injicerats under jorden där av olje- och gasindustrin sedan 1994.

"Källarsten är vanligtvis mer spröd och spräckt än bergskikten ovanför den, "sa Sheehan, också en kollega vid CU:s kooperativa institut för forskning inom miljövetenskap. "När poretrycket ökar i källarsten, det kan orsaka jordbävningar. "

Det finns fortfarande mycket att lära om jordbävningarna i Raton Basin, sa CU Boulder -forskarna. Medan olje- och gasindustrin har övervakat seismisk aktivitet med seismometrar i Ratonbassängen i flera år och kartlagt några underjordiska fel, sådan information görs inte tillgänglig för forskare eller allmänheten.

Jordbävningsmönstren i Raton Basin liknar andra amerikanska regioner som har visat "inducerad seismicitet" sannolikt orsakad av injektionsbrunnar för avloppsvatten, sa Nakai. Tidigare studier med CU Boulder visade att injektionsbrunnar sannolikt orsakade jordbävningar nära Greeley, Colorado, i Oklahoma och i mitten av kontinenten i USA under de senaste åren.