Forskare som studerar hydraulisk sprickbildning har besvarat en mångårig fråga om hur övningen ibland kan orsaka måttliga jordbävningar och kanske kan använda sin modell för att förutse när skalv kopplade till fracking kan inträffa.

Teamet av seismologer och geofysiker från Dalhousie University och University of Calgary genomförde en ny studie som syftar till att förstå de fysiska mekanismerna för jordbävningar "inducerade" av hydraulisk sprickbildning, en allmänt använd metod för att stimulera extraktion av kolväten från marken.

De ville förstå varför dessa händelser inträffade, trots laboratoriemätningar som tyder på att de inte skulle hända i den typ av skiffersten som genomgår stimulering.

Vad de fann är att injektion av sprickvätskor kan leda till en långsam glidning av ett fel. Det kan gradvis belasta en annan, avlägsna delen av felet så att det plötsligt glider och orsakar en jordbävning.

Möjligheter till nya övervaknings- och begränsningsstrategier

Dmitry Garagash, en professor vid civil- och resursteknikavdelningen på Dalhousie, medförfattare till studien som publicerades i Vetenskapliga framsteg , en online-tidskrift i toppklass från American Association for the Advancement of Science.

"Arbete som detta gör att vi kan förstå fenomenet bättre och kan i slutändan leda till förbättrade regler och metoder för hydraulisk sprickbildning, "sa Dr Garagash.

"Den utvecklade fysikbaserade modellen för felhantering som svar på förändringar orsakade av fracking kan leda till bättre förutsägelse av denna typ av händelser, men föreslår också nya fältövervaknings- och begränsningsstrategier. "

Teamet leddes av Dr Thomas Eyre, en postdoktor vid Institutionen för geovetenskap vid University of Calgary, och tittade på så kallade "filthändelser" eller jordbävningar som är tillräckligt stora för att kunna kännas i närliggande samhällen.

Det inkluderade en jordbävning med en styrka på 4,2 tidigare i år nära Red Deer, Alta., och en 4,5 skalv förra året nära Fort St. John, FÖRE KRISTUS.

Forskarna analyserade en uppsättning seismiska och geologiska data, varav några samlades in under en jordbävning som orsakades av en magnitud 4,1 hydraulisk sprickbildning den 12 januari, 2016, nära Fox Creek i nordvästra Alberta.

En viktig milstolpe

Hydraulisk sprickbildning innebär att pumpa en blandning av vatten, sand och kemikalier i ett brunnhål under högt tryck för att skapa sprickor i reservoarstenar för att utnyttja dem för olja och gas.

"Detta är en viktig ny milstolpe för att förstå jordbävningar orsakade av hydraulisk sprickbildning, "säger studieförfattaren Dr. David Eaton, professor vid University of Calgarys institution för geovetenskap.

Dr Eyre sa att baserat på forskargruppens modell, bekräftas av fältobservationer och av fysikbaserad matematisk modellering, jordbävningen initieras på en avlägsen del av felet där friktionsförhållandena är instabila.

"I det fall vi studerade, jordbävningen inträffade hundratals meter ovanför den hydrauliska sprickzonen, "Dr Eyre sa.

Tidigare studier har antytt att felglidning i skifferformationer som riktas mot fracking sker för långsamt för att producera en jordbävning. Men den nya forskningen fann att denna långsamma glidning kan förändra villkoren för felet ett stycke bort från frackningsplatsen och orsaka en avlägsen skalv.