En jordbävning på 5.4 miljoner skakar upp brunnar för bortskaffande av olja och gas och planer för kärnavfall i Permbassängen i västra Texas.

På ön West Java, en del av Indonesien, inträffade en måttlig jordbävning med magnituden 5.6 den 21 november 2022. Eftersom befolkningstätheten är hög dog nästan 300 människor och fler kan begravas under kollapsade byggnader.

En måttlig jordbävning med magnituden 5.4 inträffade den 16 november 2022 i öknen i västra Texas. Ingen dog och det var små skador eftersom befolkningstätheten är låg.

En tumregel är att magnituder större än 3 kan kännas på jordens yta. Större än 4 kan orsaka skador på byggnader. Större än 5 kan resultera i förlust av liv i områden med hög densitet.

Magnituden 5.4 kändes i många mil runt – från El Paso till Big Bend National Park (se figur 1). Här är några citat:

Lanette Brown Giese: Här i Carlsbad var det precis som en helikopter som landade bredvid vårt hus. Det varade nästan 20 sekunder.

Mari Annelise Thomas: Jag kan inte fatta att jag kände det i Midland. Min säng skakade och mina persienner svajade.

Susan D Rayburn: Kände det i alpint! Den skakade min säng medan jag låg i den och såg hur mitt hus skakade! Vild.

Lonna Edwards Gideon: Min 4Runner svajade fram och tillbaka, i San Antonio

Jordbävningar i Delawarebassängen.

Dessa orsakas främst av olje- och gasverksamhet, vilket är det omfattande i Delawarebassängen. Det är den största och mest aktiva oljebassängen i USA.

Saltvatten kommer upp från en brunn med olja och gas och måste kasseras. Det billigaste sättet är att injicera avloppsvattnet djupt under jorden genom vertikala avfallsbrunnar. När vattnet ackumuleras i ett lager under jorden ökar dess tryck och det sprider sig utåt från en injektionsbrunn. När det träffar ett fel som är vid en tipppunkt (nära en spänningsobalans) kan felet glida och ge upphov till en jordbävning.

Regulatorer övervakar jordbävningar med hjälp av uppsättningar av seismiska detektorer. När antalet jordbävningar eller magnituder når en viss nivå kräver de att vatteninjektioner i de vanliga bergskikten minskas eller injiceras i andra skikt, för att lindra vattentrycket under jorden.

Jordbävningarnas historik under de senaste åren visas i figur 2. De dåliga nyheterna är att jordbävningarna ökade exponentiellt innan Texas regulatorer trädde in under 2021. Den goda nyheten är att reglerna minskade, men inte stoppade, tillväxten av jordbävningar.

Men fler dåliga nyheter är att trycket från injicerat saltvatten fortsatte att spridas bort från injektionsbrunnar och orsakade den största jordbävningen hittills i Perm: 5.4 M den 16 november 2022. Det finns förseningar från 6-12 månader i jordbävningens reaktion på förändringar i vatteninjektionshastigheter eller -volymer.

Detta mönster var en upprepning av jordbävningar i Oklahoma när toppjordbävningar, nästan 900 > 3M, inträffade 2015. Efter toppen inträffade den största jordbävningen någonsin den 3 september 2016: 5.8 M.

Vem bryr sig om sådana jordbävningar?

Djupt i ökenisoleringen i västra Texas kan man gissa att jordbävningar inte spelar så stor roll, även om de överstiger magnituden 5. Inte så!

På grund av potentiella skador på miljön och människor har olje- och gasbolag uppmuntrats att göra sig av med saltvatten på andra sätt. Detta inkluderar städning på plats och återvinning av smutsigt vatten för att använda det på nästa frackingjobb. Eller skicka det smutsiga vattnet för kommersiell sanering, till exempel en avsaltningsanläggning.

Förutom jordbävningar finns det några mycket goda skäl till detta. Detta skulle spara mycket akvifer eller stadsvatten som har använts och fortsätter att användas i fracking. Hur mycket vatten? En fotbollsarena med vatten upp till 40 fot över gräsytan behövs för att helt bryta en skifferbrunn med ny teknik, som används i Delawarebassängen. Återvinning sker i Delawarebassängen men det måste påskyndas.

För varje fat olja som producerades från en brunn i Delawarebassängen producerades 3-10 fat vatten. Förhållandet i Oklahoma var 7-20 fat vatten/olja.

Under 2017, Perm som helhet produceras 63 miljarder gal eller 1.5 miljarder fat per år. En stor del av detta injicerades i slutförvarsbrunnar. Denna enorma vattenvolym var lika stor som Oklahoma producerade 2015 när den staten registrerade 890 jordbävningar på M > 3.

Även om dessa sanering/återvinningsmetoder är dyrare, finns det press på olje- och gasindustrin att åtgärda ett problem som inte är bra för branschens image.

Kärnavfallsförvar.

Det finns också oro för ett kärnavfallsförvar som är i planeringen. US Nuclear Regulatory Commission (NRC) har utvärderat ett förslag från Holtec International att bygga en lagringsplats för radioaktivt kärnavfall bara 60 miles från Carlsbad.

NRC har uppgett att en licens kan utfärdas, men det slutliga beslutet kommer att tas i början av 2023.

Risker som utvärderades av NRC på Holtec-platsen inkluderade (1) fel på lagringsbehållare, (2) potentiella sänkhål som öppnar sig, (3) playa-sjöar och förorening av akvifer, (4) jordbävningsskador.

Det verkar som om säkerhetsanalysen och jordbävningsförutsägelserna gjordes av Holtec innan skifferoljerevolutionen tog fart i Delawarebassängen. Faktum är att en Holtec-grafik över jordbävningssannolikhet daterades 2009.

Men jordbävningar är ofta förknippade med olje- och gasproduktion, och den föreslagna Holtec-platsen är det nära tusentals nya olje- och gaskällor i Delawarebassängen. Jordbävningssvärmen söder om Carlsbad i figur 1 är cirka 60 miles från den föreslagna Holtec-platsen. Så även jordbävningen på 5.4 miljoner den 16 november.

Så finns det risk för en stor jordbävning som kan skada kapslarna med hett radioaktivt material och låta det läcka ut från Holtecs lagringsplats?

Som jämförelse orsakade de tre största jordbävningarna i Oklahoma - två av magnituden större än 5 - betydande skador på ytbyggnader.

Det är oklart om jordbävningar i jordskorpan av magnitud 5 eller större (som har inträffat i Delawarebassängen) beaktades i säkerhetsanalysen av Holtec-platsen.

Ett exempel på detta är att olje- och gasverksamhet som utlöser jordbävningar nedanför kanske inte är en idealisk granne till lagringsplatser för kärnavfall ovanför – åtminstone i den permiska öknen i New Mexico.

Mew Mexicos guvernör uppmanar Biden att ingripa.

Den 16 november, guvernören i New Mexico, Michelle Lujan Grisham, frågade president Biden att motsätta sig och blockera Holtecs initiativ för ett kärnkraftsförvar i sydöstra New Mexico.

Brevet listade potentiella fysiska hot mot invånare som bor i området plus kontroversiella effekter på människor och miljö, såsom uranbrytning och atombombtestning relaterade till tidigare kärnvapenhistoria.

Fysiska hot omfattade olyckor på platsen eller olyckor medan kärnavfall transporteras till platsen som kan sprida radioaktivt material. Det krävs inte mycket – en läckande trumma på WIPP-platsen i sydöstra New Mexico stängde den anläggningen i 3 år och kostade uppemot 1 miljard dollar att sanera.

I brevet nämndes inga jordbävningar trots uppkomsten av två skalv med magnitud större än 5 som kan orsaka skador på byggnader. Lyckligtvis inträffade en av dessa, M = 5.4, samma dag, 3 den 16 november, av brevet från guvernören till presidenten.

Med tanke på att hennes stat möjligen har gjort sin del i detta avseende, påpekade guvernörens brev att sydöstra New Mexico redan har två andra stora kärnkraftsanläggningar: DOE:s Waste Isolation Pilot Plant (WIPP) förvar och URENCO National Enrichment Facility nära Eunice.