Även om bortskaffande av avloppsvatten har varit den främsta drivkraften bakom ökad jordbävningsaktivitet i södra Kansas sedan 2013, en ny studie drar slutsatsen att bortskaffandet inte har väsentligt förändrat orienteringen av stress i jordskorpan i regionen.

Aktiviteter som avloppsvattenavfall kan förändra poretrycket, form och storlek inom bergskikt, på sätt som gör att fel i närheten misslyckas under en jordbävning. Dessa effekter tros ligga bakom de senaste inducerade jordbävningarna i centrala och östra USA.

Det är möjligt, dock, att mänsklig aktivitet också kan leda till jordbävningar genom att ändra inriktningen på spänningar som påverkar fel i regionen, sade den amerikanska geologiska undersökningen seismologen Robert Skoumal, som var medförfattare till studien i Seismologiska forskningsbrev med USGS seismolog Elizabeth Cochran.

"Eftersom vi inte ser bevis för en betydande stressrotation [i regionen], vi tror att de flesta jordbävningarna i södra Kansas beror på förändringar i porstryck eller porelastiska effekter snarare än på grund av spänningsrotationer, "Sa Skoumal.

Ett sätt att forskare kan lära sig mer om spänningsfältets orientering i bergskikt där vätska fyller frakturer i berget är genom en seismisk vågeffekt som kallas skjuvvågssplittring. Några av skjuvvågorna som färdas genom berget rör sig parallellt med öppna sprickor och är därför snabbare, medan andra rör sig vinkelrätt mot sprickorna och har en lägre hastighet. Uppskattning av riktningen för de snabba vågorna kan hjälpa till att bestämma orienteringen av spänningsfältet.

En tidigare undersökning av skjuvvågsdelning i södra Kansas uppskattade en 90-graders rotation i snabb riktning som började 2015, som studieförfattarna tillskrev förhöjda porvätsketryck från avloppsrening. Dock, rotationen sammanföll med en förändring av stationerna som används för att observera skjuvvågorna.

Skoumal och Cochran bestämde sig för att ta en ny titt på stressförändringar i södra Kansas som en del av ett större försök att karakterisera stress i bergsreservoarer utan att borra dyra borrhål. När de analyserade skjuvvågssplittring med data av hög kvalitet som samlats in från ett stabilt lokalt seismiskt nätverk, de fann att den regionala stressinriktningen förblev relativt konstant mellan 2014 och 2017.

De geologiska förhållandena i en avloppsvattenreservoar kan påverka om injektion kan förändra spänningsorientering, Skoumal noterade. Det mesta av avloppsvattnet som injicerades i södra Kansas gick i berglager som kallas Arbuckle Group, "som är under tryck - vätska kan" hällas "utan behov av en pump, "Skoumal sa, noterar att porstrycket snabbt kan diffundera i det högpermeabla berget.

Det finns inga rapporter om betydande spänningsrotationer på grund av bortskaffande av avloppsvatten, författarna noterar, föreslår att det antingen inte är vanligt förekommande, spänningsrotationerna är mindre än vad som kan detekteras med nuvarande metoder, eller att fenomenet inte har studerats tillräckligt. Tills nyligen, seismisk instrumentering har varit gles på många ställen som har upplevt en stor ökning av avloppsreningen under det senaste decenniet.

"Att dokumentera stressorienteringar är redan utmanande i dessa regioner, och att karakterisera förändringar i dessa påfrestningar över tid är en ännu större utmaning, "Skoumal sa." I de områden där vi har tittat, vi har inte sett övertygande bevis för betydande spänningsrotationer på grund av bortskaffande av avloppsvatten. "