Efter att ha analyserat sju års jordbävningsdata från Midland Basin, har ett team av forskare vid University of Texas i Austin funnit att seismisk aktivitet förmodligen är på väg nordost mot samhället Big Spring.
Även om de flesta tidigare skalv inträffade i den sydvästra regionen nära Odessa och Midland, har forskarna identifierat en seismicitetstrend som rör sig längs en nyligen identifierad och omfattande seismogen förkastningszon som sträcker sig mot den nordöstra kanten av bassängen.
"Felingszonen har aktiverats och den har förmågan att utlösa ytterligare jordbävningar som kan kännas av människor, särskilt eftersom det är så nära större städer längs Interstate 20", säger Dino Huang, forskningsassistent vid Jackson School of Geovetenskap som ledde forskningen.
Resultaten publicerades i tidskriften Seismological Research Letters .
Studien är baserad på data som samlats in av TexNet, ett statligt seismiskt övervakningsnätverk som drivs av Bureau of Economic Geology, en forskningsenhet vid Jackson School. Från januari 2017 till november 2023 registrerade TexNet 1 305 jordbävningar i området, de allra flesta av dem mycket små och orsakade ingen skada.
TexNet-seismometrarna upptäcker jordbävningar genom att registrera markrörelsen orsakad av seismisk aktivitet. Forskarna använde dessa data för att bestämma djupet, platsen och orienteringen av geologiska förkastningar - stora sprickor under marken där jordbävningar kan inträffa - med hjälp av en teknik som kallas passiv seismisk analys. Till skillnad från aktiv seismisk analys kräver denna teknik inte att man manuellt avfyrar en seismisk energikälla, såsom en luftpistol, för att utforska de underjordiska förkastningsstrukturerna.
Analysen gjorde det möjligt för forskarna att pussla ihop tidigare omappade delar av Midland Basin-förkastningssystemet. Viktiga funktioner inkluderar vad som ser ut som en sprickstruktur som sträcker sig över mitten av bassängen i den djupa källarberget som långsamt vidgas med tiden. Denna sprickstruktur är omgiven på båda sidor av ett komplext nätverk av mindre förkastningar.
Inom detta förkastningssystem identifierade forskarna 15 distinkta jordbävningsproducerande zoner - platser där jordbävningar redan har inträffat och där skalven kan spåras tillbaka till vanliga källor till stress i underytan. Forskarna kombinerade sedan data om jordbävningsfrekvens och magnitud från alla zoner för att bestämma den framtida seismiska potentialen för hela Midland Basin – det vill säga potentialen för framtida jordbävningar att inträffa.
Med hjälp av statistisk analys av TexNet-data fastställde forskarna att bassängens seismicitet har höjts sedan 2018. Även om denna potential indikerar att bassängen har en högre sannolikhet för framtida jordbävningar jämfört med jordbävningsrisken före 2018, ger den ingen inblick i framtida jordbävningsfrekvens, storlek eller när de kan slå till. Men baserat på den senaste tidens seismiska aktivitet har forskarna en uppfattning om vilka zoner som kommer att vara mer benägna för jordbävningar i framtiden.
Teamet antar att ett skalv med magnituden 5,2 som drabbade Range Hill 2022, som ligger i zon 6 och nordväst om staden Midland, introducerade ytterligare stress i förkastningssystemet som har fortplantat sig nordost längs samma väg som sprickstrukturen avslöjat av deras passiv seismisk analys. Forskarna förväntar sig att fler skalv kommer att inträffa i zonerna 6-8, nordväst om städerna Big Spring och Stanton, när stressen går genom förkastningssystemet.
Forskarna pekar på två senaste jordbävningar i zon 8 – en magnitud på 3,7 och en magnitud på 3,8 som inträffade i mars och november 2023 – som bevis för deras hypotes.
Midland Basin är en av de stora knutpunkterna för olje- och gasutvinning i Texas. Med tiden har injiceringen av avloppsvatten från dessa verksamheter i underytan infört spänningar längs förkastningar som har utlöst jordbävningar. Enligt forskarna hjälper data från TexNet dem att förstå det tillståndet av stress på felsystemet och hur man kan lindra inducerad seismicitet i samband med det. Att veta vilka regioner där jordbävningar är mer benägna att inträffa kan också hjälpa operatörer att göra justeringar av avloppsvatteninjektion för att hålla stressen låg och bassängen produktiv.
TexNet-chefen och forskningsprofessorn Alexandros Savvaidis och forskarassistent Yangkang Chen är medförfattare till studien.
Mer information: Guo-chin Dino Huang et al., Complex Seismotectonic Characteristics in the Midland Basin of Texas:Constrained by Seismicity and Earthquake Source Mechanisms, Seismological Research Letters (2024). DOI:10.1785/0220230269
Journalinformation: Seismologiska forskningsbrev
Tillhandahålls av University of Texas i Austin
