Serien med 34 små jordbävningar mellan april 2018 och maj 2019 inträffade inom 10 km från två aktiva oljeutvinningsplatser vid Brockham och Horse Hill i Surrey.

Många invånare i Newdigate, Dorking, Horley och Charlwood i Surrey, och Crawley och Horsham i West Sussex, kände den största skalvet, som nådde en storlek på 3,2.

Eftersom de brittiska öarna inte ligger längs gränser som skiljer två tektoniska plattor, jordbävningar som människor känner är relativt sällsynta - så det fanns en oro för att svärmen utlöstes av närliggande borrning och utvinning.

Nu, den första fördjupade studien av skalven av Imperial, universitetet i Bristol, och British Geological Survey (BGS), har inte visat någon direkt koppling mellan oljeutvinning och jordbävningar i regionen.

Författarna tror därför att naturliga orsaker låg bakom jordbävningarna, som inträffade nära Gatwick flygplats i West Sussex.

Huvudförfattare Dr Stephen Hicks, vid Imperial Department of Earth Science and Engineering, sade:"Jordbävningarna verkar ha inträffat naturligt, och våra resultat tyder på att deras närhet till oljeutvinningsplatser förmodligen är en slump. "

Tidningen publiceras idag i Seismologiska forskningsbrev .

Ledtrådar i marken

Under de tidiga stadierna av svärmen, forskarna installerade seismometrar - instrument som mäter markvibrationer - runt de drabbade områdena]. De mycket känsliga enheterna spårade tiderna, styrkor, och distribution av jordbävningar.

Forskarna använde också jordbävningsdata från befintliga sensorer i medborgarnas hem, känd som 'RaspberryShakes', som hade "lyssnat" sedan slutet av 2017 för seismisk aktivitet i området.

Baserat på data från seismometrarna, studieteamet undersökte en mängd olika egenskaper hos Surrey -skalven och jämförde dem med tidigare som orsakades av både mänsklig verksamhet och naturliga orsaker i Storbritannien och på andra ställen.

De flesta naturliga jordbävningar i Storbritannien orsakar stenar på vardera sidan av svagheter i marken, känd som fel, att röra sig horisontellt. I kontrast, jordbävningar orsakade av oljeutvinning gör att stenar på båda sidor av fel rör sig vertikalt.

Forskarna fann att Surrey -svärmskalven flyttade gamla fel horisontellt, vilket indikerar att skalven sannolikt skulle ha hänt oavsett närliggande oljeutvinning.

Från BGS seismometrar, forskarna upptäckte 168 småskaliga jordbävningar mellan 2018 och 2019. Det första jordbävningsgruppen inträffade i april 2018, långt efter oljeutvinningstester 2016, men långt innan ytterligare utökade tester som börjar i juli 2018, lägga till bevis för att de naturligtvis orsakades.

Dr Hicks sa:"Markvibrationerna som registrerats från jordbävningar ger ledtrådar som antyder deras orsak. Det finns allt fler exempel världen över om mänsklig aktivitet som orsakar jordbävningar, men det kan vara svårt att räkna ut vilka nyare fall som är naturliga, och som är orsakade av människor. "

Korrelationer

Forskarna tittade också på avståndet mellan jordbävningarna och extraktionsplatserna. Istället för att klunga runt extraktionsplatserna, skalven fördelades i ett tätt kluster mer än 3 km från utvinningsplatserna.

Detta område, sa Dr Hicks, är för långt bort för att koppla skalven till oljeutvinning. Han sa:"Det skulle vara utan motstycke för denna typ och omfattning av oljeutvinning att påverka platser mer än en kilometer bort."

Teamet undersökte också på vilket djup skalven inträffade. Att göra detta, de jämförde platserna för jordbävningarna med bilder av berglager under området. Bilderna skapades genom att mäta reflektionen av ljudvågor från varje lager (se fig 3).

De fann att även om jordbävningarna i Surrey var grunda (cirka 2,5 km djupa), de förekom djupare än bergformationer från vilka olja utvinns (mindre än 1 km djup).

Tidningen är den första forskningen som använder högprecisionsdata och modellering för att titta på orsaken till Surrey-svärmen. Forskarna är osäkra på varför svärmen plötsligt uppstod i ett av Storbritanniens minst seismiskt aktiva områden - och det är för närvarande inte möjligt att förutsäga naturliga jordbävningar.

Författarna säger att svärmen, som de flesta naturliga jordbävningar i Storbritannien, kan ha orsakats av en pågående kollision mellan de afrikanska och eurasiska tektoniska plattorna i Medelhavet - Storbritanniens närmaste plattgräns - som betonar skorpan och orsakar jordbävningar över hela Europa.

Dr Hicks sa:"Det här är inte första gången jordbävningar har kommit till synes från ingenstans och utan mänsklig insats. Decennier av instrumentella inspelningar och hundratals år av historiska berättelser om jordbävningar visar att liknande seismiska svärmar har hänt i Storbritannien tidigare på grund av långa termen tektoniska påfrestningar och utan någon tydlig koppling till mänsklig verksamhet. "

Industriell verksamhet har varit känd för att orsaka jordbävningar tidigare, känd som 'inducerad seismicitet'. I de flesta av dessa fall, skalv orsakas av injicering av vätskor för hydraulisk sprickbildning (fracking) eller bortskaffande av spillvätskor. Eftersom fracking för närvarande inte sker i Surrey- eller Sussex -området, denna studie fokuserade på konventionell oljeutvinning, där det inte finns någon sådan stor injektion av vätska.

Dr Hicks tillade:"Om oljeutvinning orsakade jordbävningarna, då gjorde den det genom en mekanism som ännu inte har rapporterats någon annanstans i världen. "

Forskarna fortsätter att övervaka skalv i området under överskådlig framtid. Dr Hicks sa:"Ju mer data vi har, desto mer vet vi om orsakerna och effekterna av dessa jordbävningar. Vem vet vilka ledtrådar från marken vi kommer att hämta i framtiden. "