En ovanligt grund jordbävning utlöst av hydraulisk sprickbildning i ett kinesiskt skiffergasfält kan förändra hur experter ser på riskerna med fracking för förkastningar som ligger mycket nära jordens yta.

I journalen Seismologiska forskningsbrev , Hongfeng Yang från The Chinese University of Hong Kong och kollegor antyder att jordbävningen med magnituden 4,9 som drabbade Rongxian County, Sichuan, Kina den 25 februari 2019 ägde rum längs ett förkastning på cirka en kilometer (0,6 miles) djupt.

Jordbävningen, tillsammans med två förskott med magnituder större än 4, verkar vara relaterat till aktiviteten vid närliggande hydrauliska sprickbrunnar. Även om jordbävningar orsakade av mänsklig aktivitet som fracking vanligtvis är grundare än naturliga jordbävningar, det är sällsynt att någon jordbävning av denna storlek äger rum på ett så grunt djup.

"Jordbävningar med mycket mindre magnituder, till exempel magnitud 2, har rapporterats på så grunt djup. De förstås genom att ha småskaliga sprickor på sådana djup som kan glida snabbt, " sade Yang. "Men, dimensionerna på jordbävningar är skalberoende. Magnitud 4 är mycket större än magnitud 2 när det gäller brottlängd och bredd, och behöver därför ett stort fel som värd."

"Resultaten här förändrade verkligen vår syn på att ett grunt förkastning verkligen kan glida seismiskt, " tillade han. "Därför, vi bör ompröva våra strategier för att utvärdera seismisk risk för grunda förkastningar."

Två personer dog och tolv skadades i jordbävningen den 25 februari, och den ekonomiska förlusten på grund av händelsen har uppskattats till 14 miljoner RMB, eller cirka 2 miljoner dollar. Det har varit få historiska jordbävningar i regionen, och före 2019 hade det inte varit några jordbävningar större än magnituden 3 på förkastningen där den huvudsakliga jordbävningen ägde rum.

Sedan 2018, det har varit minst 48 horisontella frackingbrunnar borrade från 13 brunnsplattor i regionen, med tre brunnsdynor mindre än två kilometer (1,2 miles) från Molin-förkastningen, där den största jordbävningen ägde rum.

Yang och hans kollegor lokaliserade jordbävningarna och kunde beräkna längden på huvudbrottet med hjälp av lokala och regionala seismiska nätverksdata, samt InSAR-satellitdata.

Det är ovanligt att se tydliga satellitdata för en liten jordbävning som denna, sa Yang. "InSAR-data är avgörande för att bestämma djupet och den exakta platsen för huvudschocken, eftersom markdeformationen tydligt fångades av satellitbilder, " noterade han. "Med tanke på den relativt lilla storleken på storchocken, det skulle inte kunna orsaka deformation över "brusnivån" för satellitdata om det var djupare än cirka två kilometer."

De två förskjutningarna ägde rum på ett tidigare omartat förkastning i området, forskarna fann, understryker hur svårt det kan vara att förhindra fracking-inducerade jordbävningar i ett område där felkarteringen är ofullständig.

Forskarna noterar att Molin-förkastningen är separerad från den geologiska formationen där fracking ägde rum av ett lager av skiffer som är cirka 800 meter (2625 fot) tjockt. Det separerande skiktet förseglade felet från frackningsvätskor, så det är osannolikt att trycket av vätska som injicerades i stenporerna runt förkastningen fick förkastningen att glida. Istället, Yang och kollegor antyder att förändringar i elastisk spänning i berg kan ha utlöst den huvudsakliga jordbävningen på Molin-förkastningen, som antogs vara stabil.

"Resultaten här utgör verkligen ett betydande problem:vi kan inte ignorera ett ytligt fel som vanligtvis ansågs vara aseismiskt, "Yang sa, vem sa mer offentlig information om fracking-injektionsvolym, hastighet och varaktighet kan hjälpa till att beräkna säkra avstånd för brunnsplacering i framtiden.