Jordbävningar hotar att vara en show-stoppare för fracking. I Nederländerna, det största gasfältet i Europa kommer att stängas av 2030 efter att skador på hem från jordbävningar blivit för allvarliga. I Oklahoma, Amerikanska tjänstemän har avbrutit verksamheten kraftigt efter att injektion av avloppsvatten under jorden orsakade flera jordbävningar över magnitud fem - en nästan 180, 000 gånger starkare än jordbävningen med storleken 2,3 som gav sju års paus vid fracking i Storbritannien.

Medan verksamheten sedan har återupptagits i Storbritannien, övningen är fortfarande en politisk slagfält, med jordbävningar i mitten. Den brittiska regeringens frackingkommissarie, Natascha Engel, avgick nyligen, hävdar att en [orimligt låg] magnitud på 0,5 för tolererade jordbävningar uppgick till, i själva verket, till ett förbud mot fracking.

Invånare, å andra sidan, i stort sett motsätter sig fracking nära sina hem. Rädsla för skador på egendom och själva brunnen på en fracking plats i Lancashire, i norra England, markant sänkta huspriser i området.

I avsaknad av en känd mekanism genom vilken fracking kan orsaka jordbävningar mer än en mil eller två från borrplatser, operatörer har ofta nekat ansvar för sådana skalv. Dock, ny forskning har nu kopplat avlägsna jordbävningar till fracking, som ger bevis på att mycket större områden som omger platserna kan vara utsatta för borrning än tidigare visat. Detta är ett kritiskt problem inte bara för fracking, men också för renare energilösningar.

Seismisk glidning

Fracking innebär att injicera en högtrycksblandning av vatten, sand, och kemikalier i skifferlager för att skapa frakturer, öppna vägar längs vilka instängd gas i skiffern kan extraheras. När detta avloppsvatten har tjänat sitt syfte, den kan återanvändas för fracking -injektioner på en annan plats. Genom design, den stenbrytning som oundvikligen åtföljer både avloppsrening och frackning ger små, vanligtvis omärkliga jordbävningar.

Ibland dock, injektion av frackningsvätska eller avloppsvatten kan orsaka rörelser i naturliga redan existerande geologiska fel-stora sprickor som redan finns i berget. Detta kan utlösa frigjord laddad energi lagrad i felet, på ungefär samma sätt som en åkare kan utlösa släpp av en lavin. Om den är tillräckligt allvarlig, den resulterande jordbävningen kan orsaka skador på hus, hotar lokalsamhällen.

Några av dessa jordbävningar inträffar mycket nära själva frackningsplatsen, men andra har rapporterats så långt som 50 kilometer bort, gör det svårt att garantera säkerheten i omgivande områden.

Den nya studien, publicerad i Vetenskap , tar ett betydande steg framåt för att förstå detta fenomen. Experimentera med grunda geologiska fel, forskarna fann att pumpning av vatten i dessa områden orsakade att berget längs brottledningarna långsamt gled. Dessa "tysta" rörelser gav inte jordbävningar vid den första glidpunkten, men gradvis ökade trycket på mer avlägsna delar av felen, framkalla jordbävningar mycket längre bort från borrhålet än den injicerade vätskan kunde nå.

Forskningen visar att med denna mekanism, fracking kan orsaka jordbävningar tiotals kilometer bort. I Oklahoma, där fracking är en etablerad praxis, miljoner är i riskzonen för egendomsskador.

Detta, självklart, är inga goda nyheter - men det första steget för att bedöma om ett problem kan lösas är att förstå det. Att sätta den bredare debatten om legitimiteten att fracka åt sidan, resultaten är ett viktigt steg framåt för att avgöra om det viktigaste säkerhetsproblemet med fracking kan lösas.

Till exempel, vi kan snart kunna göra exakta beräkningar av omfattningen av sårbara områden, och de tidsskalor på vilka jordbävningar kan inträffa. Att kunna tillhandahålla tillförlitlig information till invånare och myndigheter skulle ta itu med det okända i en ofta känslomässigt laddad debatt, och låta alla inblandade fatta ett välgrundat beslut om fracking ska tillåtas.

Ren energi jordbävningar

Det är viktigt att notera att problemet med inducerade jordbävningar inte bara är reserverat för fracking. Flera potentiella källor till ren energi och koldioxidborttagningsteknik är också benägna att framkalla jordbävningar. Till exempel, de flesta geotermiska kraftstationer injicerar det heta vattnet som extraheras för elproduktion igen i marken för att förhindra att behållare torkar. Torr bergs geotermiska kraftstationer injicerar också högtrycksvatten i djupa brunnar för att utvinna värme från bruten berg nära jordens kärna, orsakar jordbävningar på liknande sätt som fracking.

Underjordisk lagring av fångad koldioxid - som sannolikt kommer att vara avgörande för att stödja övergången till ren energi - kan också orsaka jordbävningar. En jordbävningsinducerad bristning av en artificiell koldioxidreservoar skulle upphäva kostsamma ansträngningar för att hålla gasen ur atmosfären, liksom att utgöra hälsorisker för lokalbefolkningen - så att förstå hur man hanterar sådana risker är avgörande för utvecklingen av sådan teknik.

Mycket arbete krävs fortfarande, och det är ännu inte säkert om det finns ett sätt att stoppa underjordiska vätskeinjektioner från att orsaka jordbävningar. Men åtminstone vi är ett steg närmare att ta reda på det.

Denna artikel publiceras från The Conversation under en Creative Commons -licens. Läs originalartikeln.