Selama dekad yang lalu orang yang tinggal di seluruh AS tengah mengalami banyak gempa bersaiz kecil hingga sederhana daripada sebelumnya. Sebagai contoh, walaupun Oklahoma terletak jauh dari batas antara lempeng tektonik, aktiviti gempa mula meningkat di sana sekitar tahun 2009 dan memuncak pada tahun 2015 dan awal 2016. Sebelum tahun 2009 Oklahoma biasanya hanya mengalami satu atau dua gempa kecil dengan magnitud lebih besar daripada 3.0 setiap tahun. Menjelang 2015 jumlah itu meningkat menjadi lebih dari 900 gempa bumi setiap tahun, 30 daripadanya mempunyai kekuatan momen lebih besar daripada 4,0 (yang cukup kuat untuk menyebabkan kehancuran). Satu gempa dengan kekuatan 5.7 melanda berhampiran bandar Prague, Okla., Pada tahun 2011 atas kesalahan yang sudah ada dan menyebabkan kerosakan teruk pada beberapa rumah dan bangunan sekolah. Selama enam tahun yang lalu, lebih daripada 1,500 laporan kejadian gegaran yang merosakkan didokumentasikan di kawasan yang damai sebelumnya. Peningkatan seismisiti ini mungkin disebabkan oleh aktiviti industri manusia. Kira-kira lapan juta orang tinggal di kawasan dengan gempa bumi yang meningkat, dan pegawai yang bertanggungjawab untuk keselamatan awam ingin memahami sebab-sebab kenaikan dan potensi ancaman terhadap masyarakat.
Punca Kejadian Gempa Bumi.
Para saintis bumi menyahut cabaran untuk lebih memahami gempa bumi yang disebabkan. Bukti saintifik menunjukkan bahawa beberapa gempa bumi disebabkan oleh aktiviti industri manusia, kebanyakannya dari pembuangan melalui suntikan air buangan masin yang diekstrak dengan minyak dan gas di sumur pengeluaran. Sebilangan besar gempa disebabkan disebabkan oleh perubahan tekanan bendalir berhampiran kerosakan dalam yang sudah ada. Cecair air buangan di sumur pembuangan dalam sering terletak lebih dari satu mil di bawah tanah, dan pembuangan air sisa meningkatkan tekanan pada cecair yang sudah memenuhi ruang liang. Tekanan itu meningkat tanpa tekanan atau melemahkan kesalahan, sehingga memudahkan gempa terjadi.
Hipotesis yang menjelaskan penyebab gempa bumi yang diakui disahkan dalam eksperimen 1969 Rangely, Colo., Di mana tekanan bendalir di takungan dinaikkan dan diturunkan dengan mengepam. Gempa menjadi lebih kerap ketika tekanan meningkat, seperti yang diramalkan oleh hipotesis, dan jarang berlaku ketika tekanan diturunkan. Keretakan hidraulik (fracking) - proses pemulihan gas dan petroleum yang menggunakan suntikan bendalir untuk membuka retakan di batu untuk membolehkan gas atau minyak mentah yang terperangkap mengalir melalui paip ke kepala sumur di permukaan - juga terbukti menyebabkan gempa bumi dan didapati menjadi penyebab utama terjadinya gempa bumi di British Columbia dan Alberta barat serta beberapa lokasi di AS Fracking itu sendiri, bagaimanapun, bukanlah penyebab utama aktiviti gempa di Oklahoma dan beberapa tempat lain di AS,di mana gempa bumi kebanyakannya disebabkan oleh suntikan air sisa. Satu gempa pengekstrakan cecair yang terkenal, peristiwa skala 4.8, berlaku pada bulan Oktober 2011 berhampiran Fashing, Texas. Gempa bumi disebabkan lain disebabkan oleh pengisian takungan di Nevada dan Carolina Selatan. Dalam kebanyakan kes, aktiviti industri seperti itu tidak merangsang gempa bumi. Kadar dan jumlah suntikan cecair, orientasi kesalahan, tekanan terkumpul, dan sifat batuan semuanya perlu optimum untuk mendorong gempa bumi.orientasi kerosakan, tekanan terkumpul, dan sifat batuan semuanya perlu optimum untuk menyebabkan gempa bumi.orientasi kerosakan, tekanan terkumpul, dan sifat batuan semuanya perlu optimum untuk menyebabkan gempa bumi.
Para saintis telah mengkaji kerosakan dan gempa bumi semula jadi dan induksi untuk lebih memahami dan meramalkan ukuran dan lokasi gempa bumi di masa depan. Besarnya atau besarnya gempa berkaitan dengan kawasan yang pecah pada kerosakan. Para saintis meneliti rekod beberapa contoh gempa bumi bersejarah yang berlaku selama 300 tahun terakhir di AS tengah dan timur, termasuk peristiwa 7.3 pada tahun 1886 berhampiran Charleston, SC, dan siri gegaran sekitar magnitud 7.5 yang melanda di 1811–12 berhampiran New Madrid, Mo. Gempa bumi di timur Amerika Utara terjadi dalam bentuk kawanan gempa akibat kesalahan yang tidak diakui di Virginia tengah, Tennessee timur, Kanada timur, dan New England. Sebilangan besar peristiwa itu mendahului aktiviti industri dan dengan itu kemungkinan besar tidak berkaitan dengan aktiviti manusia.Selama beberapa tahun kebelakangan ini, para saintis telah membahaskan apakah gempa yang disebabkan dapat mencetuskan gempa besar pada kesalahan kuno yang berdekatan di mana tekanan yang sudah siap siap untuk dilepaskan. Gempa 2011 di Prague, Okla., Menjawab soalan itu dengan menunjukkan bahawa gempa bumi sehingga 5,7 skala Richter boleh pecah akibat kerosakan lama yang sudah ada. Oleh itu, kehadiran kerosakan purba merupakan faktor penting dalam meramalkan ukuran gempa secara tepat. Walau bagaimanapun, ukuran dan lokasi kesalahan masih kurang difahami di banyak tempat di AS tengah dan timur, seperti Oklahoma, dan usaha saintifik sedang dilakukan oleh Kajian Geologi AS, agensi negeri dan persekutuan lain, dan institusi akademik dan bekerjasama dengan industri petroleum untuk mengenal pasti lokasi-lokasi yang berpotensi paling berbahaya.
Kejadian Prague 2011 adalah gempa disebabkan terbesar yang tercatat di AS sehingga gempa berkekuatan 5,8 skala Richter berlaku pada tahun 2016 berhampiran Pawnee, Oklahoma, yang mungkin disebabkan. Walau bagaimanapun, gempa bumi yang lebih kuat diperhatikan di tempat lain. Berhampiran Koynanagar, India, pada tahun 1967, gegaran berkekuatan 6,3 magnitud diduga disebabkan oleh kadar air yang tinggi yang tersimpan di takungan, dan aktiviti penarikan gas di Uzbekistan mungkin merupakan penyebab kerosakan gempa berkekuatan 7.0 magnitud pada tahun 1976 dan 1984. Data tersebut menunjukkan bahawa gempa bumi yang disebabkan lebih besar daripada di Prague adalah mungkin. Di samping itu, ahli geologi menyedari kerosakan dan pecah gempa prasejarah yang disebabkan oleh gempa berkekuatan 7.0 di Oklahoma dan Colorado. Kajian gempa bumi di kawasan pedalaman di luar ASmenunjukkan bahawa gempa bumi semula jadi yang besar mungkin jauh dari sempadan plat. Ramai saintis percaya bahawa gempa bumi yang disebabkan juga dapat memicu gempa besar pada kesalahan kuno yang belum ditemui. Walau bagaimanapun, sekiranya peristiwa yang diinduksi dengan magnitud lebih besar daripada hasil 5.6, kemungkinan besar kejadiannya lebih besar kepada 6.0 daripada 7.0, sama seperti gempa bumi yang disebabkan di kawasan yang serupa.
Meningkatkan Bahaya Gempa Bumi.
Kedua-dua gempa bumi yang diinduksi dan semula jadi menyebabkan gegaran tanah yang serupa. Namun, jika dibandingkan dengan gempa bumi semula jadi, gempa bumi yang disebabkan sering kali lebih dangkal dan mungkin tidak akan menggoyangkan tanah jauh dari pusat gempa. Walaupun terdapat perbedaan halus dalam kedua-dua jenis goncangan, namun diperlukan lebih banyak penyelidikan untuk memahami sifat-sifat gegaran tersebut.
Unjuran gegaran tanah yang dilakukan oleh Kajian Geologi AS menunjukkan bahawa gempa bumi yang disebabkan meningkatkan bahaya di Oklahoma dan tempat-tempat lain di mana proses perindustrian mempengaruhi tekanan di dalam bumi, seperti yang ditunjukkan dalam ramalan satu tahun 2016 untuk gempa bumi yang disebabkan dan juga alam. Pengiraan bahaya memerlukan maklumat mengenai di mana dan seberapa sering gempa bumi dapat terjadi, ukuran maksimumnya, dan kemungkinan kemungkinan gegaran tanah. Untuk meramalkan kekerapan gempa disebabkan 2016, para saintis sangat mempertimbangkan frekuensi gempa 2015, menggunakan teori seismologi piawai - dengan gempa bumi terbesar yang diperkirakan pada amnya mempunyai magnitud kurang dari atau sama dengan 6.0 — dan menerapkan model gerakan darat baru yang menyediakan anggaran gegaran yang lebih baik untuk gempa bumi cetek.
Hasil kajian menunjukkan bahawa Oklahoma, Kansas, Texas, Arkansas, New Mexico, dan Colorado mempunyai kemungkinan lebih besar daripada 1 dari 100 kemungkinan gegaran pada tahun 2016, dengan kemungkinan tertinggi (sekitar 1 dari 10) terjadi di beberapa bahagian di utara Oklahoma dan Kansas selatan . Gempa bumi yang disebabkan oleh ramalan tersebut terbukti cukup mampu menyebabkan kehancuran di wilayah tersebut sekiranya aktiviti perindustrian terus berlanjutan. Berdasarkan unjuran tersebut, hanya sedikit yang terkejut ketika gempa berkekuatan 5.1 skala Richter melanda dekat Fairview, Okla., Pada 13 Februari.
Walau bagaimanapun, kekerapan gempa di wilayah itu nampaknya menurun antara tahun 2015 dan 2016. Sepanjang separuh pertama 2016, jumlah gempa bumi yang berlaku berhampiran Irving dan Dallas, misalnya, turun dari sekitar empat kejadian berukuran 3.0 atau lebih besar ke sifar. Pengurangan itu mungkin berkaitan dengan harga minyak (yang turun dengan ketara pada tahun 2015 dan 2016, sehingga mengurangkan pengekstrakan dan suntikan air sisa) dan tindakan pengawalseliaan yang menurunkan jumlah air sisa yang dipompa ke lubang bor dalam. Data awal memberikan harapan bahawa kadar gempa bumi yang disebabkan akan terus menurun pada tahun 2016; namun, aktiviti suntikan berlanjutan di kawasan dengan kadar gempa yang tinggi, dan tidak diketahui sama ada jumlah suntikan yang lebih rendah akan menghilangkan gempa bumi yang disebabkan atau hanya melambatkannya.
Walaupun peningkatan frekuensi gempa disebabkan paling ketara di AS tengah, gempa disebabkan juga telah diperhatikan di beberapa lokasi di California, termasuk kawasan tenaga panas bumi Geysers dan Coso. Di samping itu, kajian pada tahun 2015 menunjukkan perubahan kecil dalam kadar gempa bumi di California selatan dan menyatakan bahawa aktiviti tambahan yang disebabkan dapat terjadi di dekat lokasi dengan aktiviti pengambilan petroleum. Oleh kerana kadar gempa bumi semula jadi di kawasan itu jauh lebih tinggi daripada di AS tengah, lebih sukar untuk mengenal pasti gempa bumi mana yang disebabkan dan mana yang semula jadi. Para saintis terus menyiasat gempa yang disebabkan untuk mengurangkan kesan gempa di masa depan.
Mark D. Petersen
