Penelitian baru telah mengkonfirmasi bahwa rekahan hidrolik bertanggung jawab atas gempa bumi kecil dan lambat atau getaran yang sebelumnya tidak dapat dijelaskan. Guncangan dihasilkan oleh proses yang sama yang dapat memicu gempa bumi besar dan merusak.

Rekahan hidrolik melibatkan injeksi kuat cairan di bawah tanah untuk mengekstraksi minyak dan gas alam. Meskipun biasanya dilakukan dengan menggunakan air limbah, penelitian khusus ini melihat hasilnya jika menggunakan karbon dioksida cair. Metode ini mendorong karbon lebih dalam ke dalam bumi, mencegahnya berkontribusi terhadap retensi panas atmosfer.

Dengan beberapa PerkiraanMenghancurkan karbon dioksida dapat menghemat karbon setiap tahunnya sebanyak satu miliar panel surya. Fracking yang dilakukan menggunakan karbon dioksida cair akan bermanfaat bagi lingkungan dibandingkan dengan air limbah, yang tidak dapat mencegah karbon keluar dari atmosfer.

“Karena penelitian ini mengkaji proses penyerapan karbon di bawah tanah, mungkin ada implikasi positif bagi keberlanjutan dan ilmu pengetahuan iklim,” kata Abhijit Ghosh, asisten profesor geofisika di University of California, Riverside dan salah satu penulis studi di jurnal. Sains.

Karena karbon dioksida berbentuk cair, Ghosh mengatakan hasil penelitian ini hampir pasti berlaku untuk rekahan hidrolik dengan air. Keduanya berpotensi menyebabkan tremor.

Pada seismograf, gempa bumi dan getaran biasa tampak berbeda. Gempa bumi besar menimbulkan getaran tajam dengan pulsa amplitudo tinggi. Getarannya lebih lembut, naik perlahan di atas kebisingan latar belakang dengan amplitudo yang jauh lebih rendah, lalu perlahan menurun.

Platform pengeboran gas serpih (fracking) dekat Alvarado, Texas. Kredit: Loadmaster (David R. Tribble)

“Kami senang bahwa kami sekarang dapat menggunakan getaran ini untuk melacak pergerakan cairan dari rekahan hidrolik dan memantau pergerakan patahan akibat injeksi cairan,” kata Ghosh.

Sebelumnya, terdapat kontroversi di kalangan seismolog mengenai sumber gempa. Meskipun beberapa makalah berpendapat bahwa sinyal getaran disebabkan oleh gempa bumi besar yang terjadi ribuan mil jauhnya, makalah lain berpendapat bahwa sinyal tersebut mungkin disebabkan oleh kebisingan yang dihasilkan oleh aktivitas manusia, seperti pergerakan kereta api atau mesin industri.

“Seismograf tidak pintar. Anda dapat mengemudikan truk di dekatnya, atau menendang truk dengan kaki Anda, dan alat itu akan merekam getaran itu,” kata Ghosh. “Itulah mengapa selama beberapa waktu kami tidak mengetahui secara pasti apakah sinyal tersebut terkait dengan injeksi cairan.”

Untuk menentukan sumbernya, peneliti menggunakan seismometer yang dipasang di sekitar lokasi rekahan hidrolik di Wellington, Kansas. Data tersebut mencakup keseluruhan periode injeksi fracking selama enam bulan, serta satu bulan sebelum dan satu bulan setelah injeksi.

Setelah menghilangkan kebisingan latar belakang, tim menunjukkan bahwa sinyal yang tersisa dihasilkan di bawah tanah dan hanya muncul saat injeksi cairan dilakukan. “Kami tidak mendeteksi getaran sebelum atau sesudah penyuntikan, yang menunjukkan bahwa getaran tersebut ada hubungannya dengan hal tersebut,” kata Ghosh.

Telah diketahui sejak lama bahwa rekahan hidrolik dapat menghasilkan gempa bumi yang lebih besar. Untuk mencegah patahan meluncur ke bawah tanah dan menyebabkan getaran, salah satu pilihannya adalah menghentikan rekahan hidrolik. Karena hal ini kecil kemungkinannya, Ghosh mengatakan penting untuk memantau aktivitas ini untuk memahami bagaimana batuan mereka berubah bentuk dan melacak pergerakan cairan setelah injeksi.

Eksperimen pemodelan dapat dilakukan untuk membantu perusahaan menentukan tekanan injeksi cairan mana yang tidak boleh dilampaui. Menjaga batas ini membantu memastikan bahwa cairan tidak bergerak menuju patahan besar di bawah tanah, sehingga menyebabkan aktivitas seismik yang berbahaya. Namun, tidak semua kesalahan dapat diperbaiki.

“Kami hanya dapat memodelkan eksperimen jenis ini jika kami mengetahui adanya kesalahan. Mungkin saja terdapat kesalahan yang tidak kami ketahui, dan dalam kasus tersebut, kami tidak dapat memprediksi apa yang akan terjadi,” kata Ghosh.

Referensi: “Sinyal jitter selama injeksi fluida dihasilkan oleh slip kesalahan” oleh Shanku Neogi, Abhijit Ghosh, Abhash Kumar, dan Richard W. Hammack, 3 Agustus 2023, Sains.
doi: 10.1126/science.adh1331