מספר רעידות האדמה באוקלהומה ובטקסס נסק מאז 2008. הסיבה, אומרים המדענים, היא הזרמה של מי שפכים מקידוחי נפט וגז והזרקתם לתוך פירים עמוקים.

ההזרקות עלולות לשנות את הכוחות שמחזיקים במקומם את גושי הסלע לאורך העתקים גאולוגיים, ובכך מאפשרות להם להחליק, מה שמחולל רעידת אדמה.

בעצלתיים, גורמי פיקוח בכמה מדינות החלו להגביל את כמויות המים המוזרמות אל תחת פני הקרקע.

הרעשים עלולים להימשך גם אם יפסיקו את ההזרקות, כי שינויי הלחץ, שכבר התחוללו בשכבות סלע עמוקות, יכולים לנדוד במשך שנים, ולפגוש העתקים בדרכם.

בעיני קאתי וולאס, רעשי האדמה המזעזעים מדי פעם את ביתה המסודר שבפרברי דאלאס דומים לסופות רעמים תת־קרקעיות. ראשית נשמעת נהמה מרוחקת, ואז קול נפץ ותזוזה. הבית רועד והחלונות משקשקים. הדפסים ממוסגרים התלויים על הקיר מרשרשים ונוטים על צִדם אגרטל זכוכית כבד נופל ומתרסק.

הרגעים הנוראים ביותר הם הרגעים שבין הנהמה לפגיעה. "בכל פעם שזה קורה יודעים שזה יגיע, אבל לא יודעים כמה קשה תהיה הפגיעה," היא אומרת. "האם הפעם היא תהיה חזקה יותר? האם עכשיו הבית יקרוס? זה מפחיד. זה מפחיד מאוד."

עד 2008 לא רשם המכון הגאולוגי של ארה"ב (USGS) אפילו רעידת אדמה אחת באזור דאלאס-פורט וורת', שם מתגוררת וולאס זה 20 שנה. מאז, כמעט 200 רעשים הרעידו את שתי הערים ואת פרבריהן הסמוכים. ברחבי טקסס, תדירות רעידות האדמה גדלה פי שישה לעומת שיעורן בעבר. אוקלהומה ידעה גידול חד של פי 160 במספר הרעידות בשנה, שמקצתן הביאו אנשים לבתי חולים וגרמו נזק לבניינים ולכבישים. ב-2014 עלתה תכיפות הרעשים באוקלהומה על זו של קליפורניה.

ריבוי הרעשים חל בד בבד עם העלייה בפעילות הקידוחים באדמה. ביתה של וולאס, לדוגמה, מצוי מעל תצורת פצלי בַּרנֶט: שכבה של סלע שחור וקשה המכיל את מרבץ הגז הטבעי השני בגודלו בארה"ב. בשנים 1998-2002 התחילו חברות הנפט לקדוח במרבץ הזה באמצעות סְדיקה הידרולית (fracking). השיטה כרוכה בהזרמה לקרקע של מיליוני ליטרים של מים בלחץ גבוה עם חול וכימיקלים כדי לסדוק את הסלע ולשחרר את הגז הלכוד בו. כשהגז עולה בקֶדַח, גם נוזל הסדיקה עולה אתו וכן כמויות גדולות של תמלחת ברמת מליחות מסוכנת. כדי לאחסן את הנוזלים המזיקים האלה לצמיתות, מזרימים אותם בקֶדַח אחר לתוך שכבה של סלע נקבובי עמוקה בהרבה משכבת הפצלים. ככל שמזריקים עוד ועוד נוזלים אל בארות הסילוק האלה, הלחץ על ההעתקים ("שברים") הגאולוגיים העמוקים עלול לעלות. בסופו של דבר, עלולים שני צִדי השבר להחליק, מה שמחולל רעידת אדמה.


פעילות הפקת גז ונפט במרכז ארה"ב מגבירה את שיעורי רעידות האדמה שם.
(איור: The Voorhes)

חוקרים ב-USGS ובמוסדות אחרים גילו זיקה בין העלייה במספר רעשי האדמה בשמונה מדינות בארה"ב, ובהן טקסס, אוקלהומה, אוהיו וארקנסו, ובין העלייה בפעילות חברות הגז והנפט. לכעסם הגובר של התושבים, גורמי פיקוח מדינתיים מתמהמהים להכיר בממצאי המדענים. קבוצות הגנת הסביבה כבר הגישו תביעות משפטיות. "זה עניין של בטיחות הציבור, והייתה הרבה הכחשה והתעלמות מן הבעיה," אומרת וולאס, שהצטרפה אל שכניה במאבק לסגירת בארות הסילוק הסמוכים למקום מגוריהם.

ככל שמדענים חוקרים את התופעה, הם מוצאים עוד סיבות לדאגה. יש ראיות לכך שסכנת הרעשים עלולה להגיע למרחק של קילומטרים רבים מאתרי הסילוק ולעמוד בעינה עוד עשרות שנים לאחר הפסקת הקידוחים. ואף על פי שרעידת האדמה החזקה ביותר שנגרמה מהזרקת שפכים הייתה בעוצמה של 5.6 בסולם ריכטר על יד אוקלוהמה סיטי ב-2011, מדענים סבורים שרעידות בעוצמה של עד 7.0, שדי בהן להביא לאבדות בנפש ולגרום נזק למבנים בשטח נרחב, עלולות גם כן להיגרם, אם כי בסבירות נמוכה.

הסימנים הראשונים לקשר

גאולוגים יודעים כבר משנות ה-60 של המאה ה-20 שדחיפת נוזלים לקרקע עלולה להביא לרעידות אדמה. צוותים במפעל הנשק הכימי "רוקי מאונטן ארסנל" שעל יד דנוור, קדחו ב-1961 פיר עמוק באדמה. בתוך כמה חודשים מיום שהתחילו להזרים לתוכו פסולת מסוכנת, החלו התושבים מרגישים ברעידות. יותר מ-700 רעשים קטנים עד בינוניים הרעידו את האדמה באזור בין 1962 ל-1966.

גאולוג מן הסביבה הקרובה למפעל, דייוויד אוונס, הבחין בזיקה בין הנפח והלחץ של הנוזלים המוזרקים ובין שיעור רעידות האדמה. במאמר שפרסם ב-1966 הוא קבע שסביר להניח שהקידוח הוא שגורם לרעידות. "אנו סבורים שמצב יציב," כתב, "נעשה בלתי יציב בשל לחץ הנוזלים."

צבא ארה"ב סגר את פיר הסילוק עוד באותה שנה. ובכל זאת רעידות האדמה המשיכו ואף התחזקו כשהלחץ מן ההזרקות התפשט מתחת לפני הקרקע, פגש העתקים נוספים והפריע את שלוותם. מת'יו הורנבאך, גאולוג באוניברסיטה המתודיסטית של הדרום (SMU) בדאלאס, ממשיל את התופעה לשפיכה של כוס מים על מגבון נייר. "גם כשמפסיקים לשפוך, המים עדיין מתפשטים בנייר וקשה מאוד לעצור אותם," הוא מסביר. הרעידות החזקות ביותר, לרבות אחת שהגיעה לעוצמה של 4.8, שדי בה להפיל חפצים ממדפים אבל בדרך כלל אינה פוגעת בבניינים, אירעו ב-1967 ואז נחלשו אט־אט ופסקו. תושבים הוסיפו להרגיש ברעידות חלשות יותר עד 1981.

המקרה הזה סיקרן את הסיסמולוגים, וכמה שנים אחר כך ערך ה-USGS ניסוי בעקבותיו. ב-1969 הרשתה חברת הנפט שברון ל-USGS להשתמש באחד מקידוחיה לבחינה מדוקדקת יותר של השפעת לחץ נוזלים על העתקים. ניסוי הקידוח התבצע באזור פעיל מבחינה סיסמית, בשדה הנפט ריינג'לי שבקולורדו, ובמהלכו הטכנאים של שברון הזריקו מים אל הפיר כדי לדמות הפקת נפט. מדעני ה-USGS הפעילו את ההזרקות והפסיקו אותן לסירוגין וניטרו את לחץ הנוזל בתנועתו בשכבות הסלע העמוקות. הם מצאו בדיוק את לחץ ההזרקה שדי בו להביא לרעידות אדמה. כשהלחץ היה גבוה מן הערך הזה, האדמה רעדה, כשהוא היה נמוך מזה, היא שַקטה.

הניסוי הראה שאפשר לשלוט ברעידות אדמה הנובעות מפעולות בני האדם על ידי כיוון לחץ ההזרקה של מי השופכין. לרוע המזל, הלקח שנלמד מריינג'לי ומרוקי מאונטן ארסנל כנראה נשכח עד תחילת שנות ה-2000, כשחברות הדלק פתחו במרוץ להפקת גז מפצלים. "עשרות מאמרים על רעידות אדמה הנובעות מהזרקות התפרסמו בספרות הגאופיזית ב-40 השנים שחלפו מאז, וסיסמולוגים הבינו היטב את התופעה ועמדו על חשיבותה," אומר ביל אלסוורת', גאופיזיקאי מאוניברסיטת סטנפורד שהתחיל את הקריירה שלו ב-USGS בימי הניסוי בריינג'לי. הוא סבור שספקנות מקצועית היא שהאטה את היווצרות הקונצנזוס. "היו הרבה ספקות שהעלו מהנדסי נפט מעולים שתהו אם [רעידות הנגרמות בשל בארות ההזרקה] אפשריות בכלל," הוא מספר. "הידע בדבר התהליך הפיזיקלי כולו אבד או לא הופץ כראוי בקהילה המדעית."

זה התחיל בטקסס

זמן קצר לאחר שהקידוחים במרבצי הפצלים של טקסס ואוקלהומה נעשו נמרצים יותר, החלו להגיע דיווחים על רעידות אדמה. ב-30 באוקטובר 2008, התקשרו תושבים מאזור דאלאס-פורט וורת' למוקד החירום ודיווחו על קולות נפץ רמים המלווים ברעד של קירות ושל רהיטים. רבים מהם שאלו אם מדובר בפיצוץ כלשהו.

הסיסמולוגים קליף פרוהליך מאוניברסיטת טקסס באוסטין ובריאן סטמפ מ-SMU חקרו את העניין. הם פרסו סיסמומטרים רבים ורשמו יותר מ-180 רעידות אדמה חלשות מן ה-30 באוקטובר 2008 עד ה-31 במאי 2009. אחר כך נודע להם שיצרנית גז גדולה קדחה מעט לפני כן באר לסילוק שפכים בנמל התעופה של דלאס-פורט וורת', פחות מקילומטר מנקודת המוקד של סדרת הרעידות. "על פי מתאם של זמן ומרחב, הסקנו שייתכן שסדרת הרעידות בדלאס-פורט וורת' נגרמה מהזרקת נוזלים אל באר לסילוק תמלחת," כתבו במאמר שהתפרסם במארס 2010 בכתב העת The Leading Edge.


פתח באר בקויל שבאוקלהומה, דרך פיר הבאר הזאת מוזרמים מי שפכים אל תצורות סלע תת־קרקעיות עמוקות לשם סילוקם לצמיתות. אלפי בארות סילוק פועלות ברחבי המדינה.
(צילום: ג'יי פאט קרטר, גטי אימג'ס)

המאמר, אומר פרוהליך, אולי לא היה זוכה לתשומת לב אילולי כמה אירועים אחרים. סדרה אחרת של רעידות הפריעה את מנוחתה של עיר תעשייתית קטנה מדרום לפורט וורת' ביוני 2009. כמה חודשים אחר כך, טלטלו רעשים חזקים יותר את העיירות גאיי וגרינברייר שבארקנסו. אדמת אוהיו, היציבה בדרך כלל, התחילה לזוז במארס 2011 כש-12 רעשים הרעידו את אזור יונגסטאון.

מדענים ב-USGS, היושבים במנלו פארק שבקליפורניה, שמו לב שקורה משהו חריג. "כמעט כל יום יכולנו לראות רעידות אדמה המתרחשות במקומות בלתי סבירים," אומר אלסוורת', שעבד ב-USGS עד 2015. הוא התחיל בסקירה רחבה של שיעורי רעידות האדמה בארה"ב וגילה דפוס מדאיג: בין 1967 ל-2000, שיעור הרעשים הממוצע מזרחית להרי הרוקי היה 21 רעשים בשנה. בין 2010 ל-2012 הוא זינק ל-100 בשנה. הוא סרטט את הנתונים והציג אותם בכנס מדעי. "זה עורר עניין רב," הוא אומר, גם בקרב הציבור הרחב וגם בקרב מדענים בתעשייה ובאקדמיה.

קודחים הצידה

הרקע לעלייה במספר רעידות האדמה הוא העלייה במספר בארות הסילוק בהזרקה. והרקע לעלייה הזאת הוא פריצת דרך טכנולוגית המכוּנה קידוח אופקי. הטכניקה הזאת מאפשרת לקדוח פירים אנכיים ואז לכופף אותם ב-90 מעלות כמו קשיות. במקום לקדוח היישר דרך מרבץ גז שעוביו 90 מטר אבל רוחבו כמה קילומטרים, יכולים הקידוחים האלה לפנות ולהמשיך עוד אלפי מטרים בתוך המרבץ, ולהפיק בדרך זו הרבה יותר גז ונפט.

ואולם, עם הגז והנפט האלה באות כמויות אדירות של מים מלוחים מאוד. "עסקי הנפט והגז הם בעצם עסקים של טיפול במים," אומר סקוט טינקר, הגאולוג הראשי של מדינת טקסס וראש הלשכה לגאולוגיה כלכלית באוניברסיטת טקסס באוסטין. המים באים מאותם סלעים שמהם באים הנפט והגז. אלה ואלה הם זכר לים קדמון שהחום, הלחץ והזמן שינו את הרכבו. "חללי הנקבוביות, אותם חורים קטנטנים בסלע, עדיין מלאים במי האוקיינוסים הקדומים האלה, לכן כשאנחנו קודחים בארות היום, המים האלה עולים לפני הקרקע," מסביר טינקר. המים האלה אמנם טבעיים, אבל הם יכולים להיות מלוחים יותר ממי הים בכמה סדרי גודל ופעמים רבות הם מכילים גם חומרים רדיואקטיביים המצויים בסלעים באופן טבעי. המים רעילים לצמחים ולבעלי חיים, לכן מפעילי הבארות קוברים אותם עמוק באדמה כדי למנוע פגיעה במקורות מי השתייה הסמוכים יותר לפני הקרקע.


הזרקות גורמות לרעידות אדמה
כמויות גדולות של מים המכילים כימיקלים ומלח בריכוז גבוה מאוד יוצאות מבארות גז ונפט (בצד שמאל ובצד ימין, בהתאמה).
חברות ההפקה מזריקות את השפכים האלה דרך פירים (בכחול) אל שכבות עמוקות של סלע נקבובי לשם סילוקם לצמיתות. הדבר עלול לגרום לרעידות אדמה (תרשימים למטה).
(איור: בריאן כריסטי)

ג'ורג' מיטשל, איל גז טבעי אגדי מטקסס, שמת ב-2013, היה הראשון שניצל את פצלי בַּרנֶט באמצעות סדיקה הידרולית. חברת דֶווֹן אנרג'י מאוקלוהמה שילבה קידוח אופקי עם סדיקה הידרולית לחילוץ כמויות גדולות עוד יותר של גז. הטכניקה נפוצה עד מהרה בטקסס, באוקלהומה ובמדינות מפיקות נפט אחרות בארה"ב.

עם ריבוי הקידוחים, עלה ייצור גז הפצלים בארה"ב עלייה חדה, מ-37 מיליארד מטר מעוקב ב-2007 ל-150 מיליארד ב-2010 ול-380 מיליארד ב-2014. ועם זה נסק גם נפח השפכים שעלו לפני הקרקע וסולקו.

כמות המים שהוזרמו לבארות השפכים בטקסס גדלה מ-33.8 מיליון חביות בחודש ב-2007 ל-81.1 מיליון חביות ב-2014. באוקלהומה המספר כמעט הוכפל, מ-849 מיליון חביות בחודש ב-2009 ל-1.54 מיליארד ב-2014. לא עבר זמן רב, ובארות הסילוק הרגילות לא עמדו בנפחים האלה, והיזמים עברו ל"בארות בנפח גבוה" שהוענקו להם שמות כמו "גרון עמוק". רבות מהן קולטות יותר מ-300,000 חביות מים בחודש.

אוקלוהמה מתעוררת

ככל שהתרבו הרעידות, עברו המדענים מקישור רופף בינן ובין הזרקת השפכים לזיקה ישירה יותר. ב-2011, שבה הסיסמולוגית קייטי קארונן מאוניברסיטת אוקלהומה ממחקר שדה באלסקה ובידה שישה סיסמומטרים. בעודם מאוחסנים במרתף המעבדה שלה, זעזעה רעידה בעוצמה של 4.8 את העיירה פראג, כ-80 קילומטרים מזרחית לאוקלהומה סיטי. היא והסטודנטים שלה בקושי הספיקו להוציא ולהפעיל את המכשירים, ורעש בעוצמה של 5.6 הרעיד את אותה עיירה. הרעש הזה בנובמבר 2011, הוא האירוע החזק ביותר עד כה המקושר להזרקת שפכים, לפי נתוני ה-USGS. ברעש, שהורגש ב-17 מדינות לפחות, נפצעו שני אנשים, נהרסו 14 בתים והתמוטטו קטעי כביש.


ב-2011 הרעיד רעש בעוצמה 5.6 בתים בפראג שבאוקלהומה. הוא מוטט את הארובה של סנדרה וגארי לאנדרה וסדק את רצפת המרתף שלהם. סנדרה נפגעה מכך.
(צילום: לינדה דייווידסון, גטי אימג'ס)

קארונן והסטודנטים שלה רשמו את הרעש ואת מאות הרעשים הנלווים שבאו בעקבותיו, ופרסמו על סמך הנתונים האלה מאמרים בכתבי העת ג'אולוג'י וסיינס. במאמר שהתפרסם בג'אולוג'י במארס 2013, תיארו קארונן ועמיתיה מודל גאופיזי שיצרו כדי להעריך את המהירות שבה מצטבר לחץ הנוזל מתחת פני הקרקע ואת המרחק שאליו הוא יכול להתפשט. המודל הראה שהלחץ היה ככל הנראה חזק דיו לחולל את רעידת האדמה הראשונה, וזו הניעה תהליך דומינו; שינויי עומס מן הסדיקה הראשונה גרמו להחלקה בהעתקים סמוכים. המאמר שהתפרסם בסיינס ביולי 2014 קישר בין ארבע בארות הזרקה בנפח גבוה ובין סדרה של רעידות אדמה בג'ונס, מעט מערבית לפראג שבאוקלהומה.


רעידות אדמה אחרות שפקדו את אוקלהומה לאחר 2011 הניעו תושבים למחות נגד הבארות לסילוק מי שפכים, המקושרות עם רעידת האדמה בפראג ועם רעשים אחרים.
(צילום: פאט קרטר)

קארונן ממשילה את תנועת הנוזל והלחץ מתחת לפני הקרקע למים הממלאים אגרטל שנשבר והודבק. "אם הלחץ חזק דיו, הנוזל יכול פשוט להידחק לתוך הסדקים," היא אומרת. הלחץ פועל כנגד החיכוך שמחזיק את גושי הסלע במקומם ומאפשר להם להתנתק ולהחליק. תופעה זאת נקראת בשם רעידת אדמה מושרית.

המכון הגאולוגי של אוקלהומה (OGS) לא השתכנע. הוא פרסם הצהרה החולקת על ממצאיה של קארונן כפי שהוצגו בג'אולוג'י. "מה שניסינו לומר היה רק שזה היה נראה כמו רעידת אדמה טבעית, ולא הייתה סיבה לכנותה 'מושרית'," אומר רנדי קלר, שהיה ראש המכון עד פרישתו בסוף 2014. ההצהרה, שקלר היה חתום עליה עם אוסטין הולנד, שהיה אז הסיסמולוג הראשי של אוקלהומה, דיברה על ראיות לרעידות אדמה טבעיות קודמות שהתרחשו באזור בעבר.


מדענים מתקינים סיסמוגרפים נוספים להרחבת איסוף הנתונים, מקצתם מופעלים באנרגיית שמש.
(צילום: לינדה דייווידסון, גטי אימג'ס)

קארונן הופתעה מן התגובה, אבל כיום היא חושבת שהייתה תמימה. "יש לי כיום הערכה גבוהה יותר לכך שהם לא האמינו מיד לדיווח יחיד," היא אומרת. "הם רצו לראות שרוב המדענים מסכימים ושמחקרים רבים מורים באותו כיוון." ובכל זאת, היא חשה תסכול מזה שאוקלהומה לא הזדרזה להפחית או להפסיק את ההזרקות בכמה מן הבארות, ולא עשתה כך בקנה מידה נרחב עד ראשית 2015. היא אומרת שנתקלה בדחייה גם מצד מנהלים באוניברסיטה שלה, שלא השתכנעו שאפשר להוכיח את הקשר בין בארות הסילוק ובין רעידות האדמה. באמצע 2013, עזבה קארונן את אוניברסיטת אוקלהומה ועברה לאוניברסיטת קורנל.

שקשוקים על יד פורט וורת'

כמה חודשים לאחר שהתפרסם המאמר של קארונן, החלה טקסס לרעוד שוב. והפעם הִכּו הרעשים באייזל וברינו, שתי עיירות ספר צפון-מערבית לפורט וורת', באחד האזורים הצפופים ביותר בשדות נפט וגז.

אז כבר שכרה SMU כמה גאופיזיקאים חדשים, ואלה הצטרפו למחקר של פרוהליך ושל סטמפ. הסיסמולוגית הת'ר דה-שון פרסה תחנות סיסמיות והתחילה למפות את ההעתקים שמתחת לעיירות. הורנבך, ואיתו אלסוורת' מסטנפורד, התחילו לחקור את מפלסי האגמים, הנהרות ומי התהום כדי לראות אם ייתכן שהבצורת בצפון טקסס שינתה את המאמצים הפועלים על ההעתקים. הצוות אסף גם נתונים על בארות סילוק מי המלח הסמוכות ובנה מודל תלת־ממדי המדמה את הלחץ מבארות ההזרקה ואומד את תנועתו בסלע התת־קרקעי. מסקנתם: הזרקת השפכים בשתי בארות סמוכות היא שגרמה ככל הנראה לרעידות האדמה.

עוד לפני פרסום המחקר באפריל 2015, כבר התחילו המפקחים המדינתיים לפקפק בממצאיו. אחרי ששלחתי גרסה מוקדמת וחסויה של המאמר של חוקרי SMU לקרייג פירסון, סיסמולוג העובד ברשות מסילות הברזל של טקסס (RRC), הסוכנות המדינתית המפקחת על ענייני נפט וגז בטקסס, הוא השיב בהצהרה שהמחקר מעורר "תמיהות רבות באשר לשיטת המחקר, למידע שהוא מסתמך עליו ולמסקנות שהוסקו בו." אבל הוא סירב להסביר בטרם ייפגש עם מחברי המאמר.

הפיקוח על RRC נתון בידיהם של שלושה פקידים בחירים. אחד קיבל תרומות למסע הבחירות מחברת נפט דרך לוביסטים והשניים האחרים קיבלו תרומות ממנכ"ל חברת הגז והנפט EnerVest, אחת משתי המפעילות שמחקר ה-SMU הפנה אליהם את האצבע. ועם זאת, "החלטות הפיקוח מתקבלות על בסיס מדע, נתונים ונהלים תקינים כדי להבטיח את שלום הציבור ובטיחותו וכדי לשמור על משאבי הטבע שלנו," כתב גאי מק'אלואין, דובר ה-RRC בתצהיר לסיינטיפיק אמריקן.

ה-RRC אכן זימן בסופו של דבר את שתי מפעילות הבארות ליום שלם של שימועים באוסטין כדי שיסבירו מדוע אין לסגור את הבארות. "כתוצאה מאותם שימועים טכניים מאוד, ועל בסיס נתונים מדעיים וראיות שהוצגו, הוחלט שהמפעילים לא תרמו לפעילות הסיסמית," כתב מ'קאלואין. בספטמבר 2015, כשהציגה הוועדה את פסיקתה, נפח השפכים המוזרקים בסביבת רעידות האדמה כבר הוקטן, הרעידות שככו ופסקו ומפעילי הבארות הורשו באופן רשמי להמשיך בעסקיהם כרגיל.

אוהיו אומרת די

מדינות אחרות הגיבו בדרך אחרת. לאחר סדרה של רעידות שהטרידה את תושבי יונגסטאון באוהיו ב-2011, סגרה המדינה את בארות הסילוק הסמוכות והתקינה תחנות סיסמיות נוספות לגילוי רעידות חלשות שבני אדם אינם יכולים לחוש בהן. היא קבעה כללים חדשים הדורשים שגם רעש חלש, בעוצמה של 2.0, חלש פי עשרה מכדי לגרום לרעידה מורגשת, יהיה עילה לסגירה של בארות ולבדיקה. רעידות האדמה הגיעו באוהיו לשיא של 11 רעידות ב-2011 לפני שירדו לארבע ב-2015 על פי נתוני ה-USGS.

גם קנזס הגיבה מהר באופן יחסי. רקס בוקאנן, מנהלו הזמני של המכון הגאולוגי של קנזס צפה במשחק של הקנזס סיטי רויאלס בספטמבר 2014 כשהטלפון הסלולרי שלו התחיל לזמזם בתגובה להתרעות של ה-USGS. הרעידות זעזעו את דרום־מרכז המדינה, סמוך לגבול עם אוקלהומה. זה לא היה מפתיע, כי יותר מ-100 רעשים פקדו את קנזס באותה שנה, לעומת ממוצע של אחד בשנתיים לפני כן. אבל הרעידות הלכו והתחזקו ועד מהרה הגיעו לעוצמה של 4.2. מושל קנזס, סם בראונבק, כינס צוות מיוחד כדי לאמוד את תופעת הפעילות הסיסמית המושרית בידי אדם. הצוות, בוקאנן בראשו, המליץ להגביל את נפח ההזרקות בחמישה אזורים סיסמיים בשני מחוזות.


יותר שפכים יותר רעידות אדמה
מספר בארות הסילוק המזריקות שפכים עמוק אל הקרקע מקידוחי נפט וגז באוקלהומה גדל בשש השנים האחרונות. אבל הנפח הכולל של השפכים המוזרמים אל מתחת לפני הקרקע גדל הרבה יותר: מ-849 מיליון חביות ב-2009 ל-1,538 מיליון חביות ב-2014 (בגוני ירוק). רעידות אדמה בעוצמה 3.0 (שאנשים יכולים להרגיש בהן אבל הסבירות שיגרמו נזק קטנה) ומעלה התרבו מאוד גם כן: מ-20 רעידות ב-2009 ל-581 ב-2014 (עיגולים כתומים).
[מקורות: "סילוק מי מלח מסוג II לשנים 2009-2014 בקני מידה שנתיים, מדינתיים ומחוזיים לפי אזורי ביצוע באוקלהומה, מאת קלי מורי, המכון הגאולוגי של אוקלהומה, 31 בדצמבר 2015 (נתוני הזרקת השפכים); מפות רעשי האדמה של ה-USGS (נתוני רעידות אדמה); עיצוב מפות: אמנדה מונטנייז]

כיצד הצליחו אנשי הציבור בקנזס להגיע להסכמה? "אני לא חושב שיכולנו למצוא הסבר אחר," אומר בוקאנן "אתה רואה רמה של פעילות כמו זאת שראינו: עלייה דרמטית מאוד [בפעילות הסיסמית], כמעט בדיוק במקומות שבהם קדחו את הבארות בנפח גדול, וכשאתה רואה את אותו מתאם גם באוקלהומה, די קשה להגיע למסקנה אחרת." הוא מוסיף שהוא ועמיתיו נהנו מיתרון מפני שראו את התפתחות הידע המדעי ופעולות הפיקוח באוהיו, בטקסס ובאוקלהומה. בינתיים נראה שהצעדים שנקטה קנזס פועלים. "אין ספק שהפעילות כאן ירדה בזמן האחרון," הוא אומר, גם בעוצמה וגם בתדירות הרעשים. "אבל אני מפעיל הרבה לחץ על אנשים שלא יחשבו שהעניין פתור, כי הוא לא."

הירידה בפעילות קשורה, לפחות באופן חלקי, למחיר הנפט הנמוך עכשיו, שבגללו אחדים מן המפעילים קודחים פחות ועל כן מייצרים פחות שפכים. אבל המחירים יעלו שוב בסופו של דבר, אומר בוקאנן, והוא רוצה להיות ערוך ומוכן "כדי שלא נצטרך לעבור את זה שוב."

כמה חזקה יכולה להיות רעידת אדמה?

מהנדסים הקובעים תקני בנייה ומנהלים בחברות ביטוח צריכים לדעת היכן תכה רעידת האדמה המושרית הבאה וכמה חזקה היא תהיה. כדי לברר זאת, גאולוגים בפרויקט להערכת סכנות מרעידות אדמה של ה-USGS מנתחים את קצב הרעידות המושרות בידי אדם, ההולכות ומתרבות בכל ארה"ב, ובמה שונה האופן שבו האדמה רועדת ברעשים מושרים לעומת רעשים טבעיים.

מדעני ה-USGS גילו שתזוזות הקרקע עקב רעידות מושרות הן חזקות יותר בדיוק באזור שמעל המוקד שלהן אבל פחות חזקות במרחק ממנו, אולי מפני שהן בדרך כלל רדודות יותר מרעידות טבעיות. אבל מאחר שהשכבות העליונות של קרום כדור הארץ ממזרח להרי הרוקי צפופות יותר מאלה שבקליפורניה, הן מעבירות אנרגיה באופן יעיל יותר, כך שבכל זאת הרעשים המושרים מורגשים לפעמים במרחק רב מן המוקד.

בשלב הבא, היה על הצוות למצוא את העוצמה המרבית שאליה יכולים הרעשים המושרים להגיע: כמה חזקים הם יכולים להיות? לאחר השוואה בין רעידות אדמה במרכז ארה"ב ובין רעידות באזורים דומים מבחינה גאולוגית ברחבי העולם, ולנוכח העובדה שהרעידות המושרות שהתרחשו עד כה הזיחו רק העתקים קטנים באופן יחסי, או רק קטעים קצרים באופן יחסי של העתקים גדולים יותר, לעומת הרעידות בחוף המערבי, הם גיבשו חסם עליון של דרגה 6, עוצמה שדי בה לגרום נזק אף למבנים בנויים היטב. "אבל איננו יכולים לשלול רעשים בעוצמה של 7 ואף יותר," אומר מארק פיטרסן, ראש הפרויקט הלאומי האמריקני למיפוי סיכונים סיסמיים, בהסתמכו על ראיות מזמנים פרה-היסטוריים לרעידות בעוצמה כזאת באזור טקסס-אוקלהומה. המפות החדשות של ה-USGS מורות על הסתברות נמוכה לאפשרות כזאת.

ולבסוף, חישבו הגאולוגים את משך הזמן לתחזית סבירה של רעידות אדמה. הם הסכימו על תחזית לשנה המתבססת על שיעורי הרעידות בשנה שקדמה לה, והטביעו את המידע הזה בסדרה של מפות. "זה דומה קצת למזג האוויר," אומר פיטרסן. "אם היום ירד גשם, סביר יותר שירד גם מחר."

ה-USGS הנפיק את המפות ב-28 במארס 2016. המודלים הממוחשבים ששימשו להכנת המפות גם הם מעריכים את המקום, את התכיפות ואת העוצמה האפשרית של רעדי הקרקע כתוצאה מרעידת אדמה, כך שהתושבים, המהנדסים ומתכנני הערים ידעו את הסבירות לכך שקהילתם תספוג נזקים של רעידת אדמה בשנה הקרובה.

להפחית את הסיכון

לרבים מתושבי אוקלהומה ברור שהסכנה התגברה מאוד. הנתונים מאששים את תחושתם. שיעור הרעשים במדינה עלה בקצב מסחרר. ב-2013, נרשמו שם 109 רעידות בעוצמה 3 ומעלה. שנה אחר כך, המספר קפץ ל-585, וב-2015 הוא הגיע ל-890.

ההחרפה הביאה לפרסום שתי אזהרות חריגות מטעם המכונים הגאולוגיים של ארה"ב ושל מדינת אוקלהומה באוקטובר 2013 ובמאי 2014. הסיסמולוגים קבעו שהסכנה שאוקלהומה תדע רעש בעוצמה של 5.5 או יותר גדלה במידה ניכרת. "זאת הייתה הפעם הראשונה, לדעתי, שפרסמנו אזהרה על רעידת אדמה ממזרח להרי הרוקי," אומר רוברט ויליאמס, מתאם הסיכונים מרעידות אדמה במרכז ארה"ב ובמזרחה ב-USGS.

מדענים כמו קארונן ומארק זובאק, גאופיזיקאי מאוניברסיטת סטנפורד, מספקים ניתוחים מפורטים אפילו יותר של הסיבה לתדירות הגבוהה של רעידות האדמה באזורים מסוימים ולשיעורה הנמוך או האפסי במקומות אחרים. לדוגמה, בדקוטה הצפונית, מפיקת הנפט הגולמי השנייה בגודלה בארה"ב אחרי טקסס, נרשם רק רעש אחד בחמש השנים האחרונות. סיבה אפשרית לכך היא שלחץ הנוזל טרם הצטבר לערך גבוה דיו לגרימת רעש. וכן, כדי שתתאפשר החלקה, ההעתק צריך להיות בכיוון מסוים יחסית לכיווני המאמצים הטבעיים בקרום כדור הארץ, ורק העתקים אחדים שם הם כאלה.

עם ההתקדמות בידע המדעי התקדמו גם התקנות. המכון הגאולוגי של אוקלהומה הכריז רשמית באפריל 2015 שבארות הסילוק הן שגורמות לרעשים במדינה. "לפי המכון סביר מאוד שרוב הרעידות בזמן האחרון, ובייחוד הרעידות שבמרכז אוקלהומה ובצפון־מרכזה, נגרמות מהזרקה של שפכים לבארות סילוק," כתב בהכרזתו.

מאז, דרשה אוקלהומה מיותר מ-600 בארות סילוק באזורים מועדים לרעידות אדמה להפחית את נפחי ההזרקה ב-40% יחסית לשיעורם ב-2014. אמנם עדיין מוקדם לומר אם הפעולות האלה יניבו תוצאות שיאריכו ימים, אבל ג'רמי בואק, אחד המנהלים במכון הגאולוגי של המדינה אומר שמתחילים לראות ירידות בשיעורי הרעשים באזורים שבהם ההזרקות צומצמו. ואולם, בסך הכול, נרשמה במדינה עלייה ברעשים חזקים בתחילת 2016. אלסוורת' מסטנפורד אינו מציע מרשמים למדיניות אלא שואל אם יהיה די בהפחתות הנפח באוקלהומה. "גם אם מזרימים פחות נוזלים, עדיין מזרימים אותם," הוא אומר, "וזה לא מבטיח שלא יתקלו בהעתק ויגרמו לרעידת אדמה."

רבים תוהים מדוע חיכתה אוקלהומה עד 2015 בטרם נקטה פעולות של ממש, אחרי שיותר מ-750 רעידות אדמה פקדו אותה בשבע שנים.

מאט סקינר, דובר מועצת התאגידים של אוקלהומה, המפקחת על הנפט והגז במדינה, אומר שהסוכנות סגרה בארות מסוימות ונקטה צעדים אחרים לטיפול בסכנת הרעידות מאז 2013. הסוכנות לא השיתה פעולות נרחבות יותר עד 2015, משום שאז פרסמו חוקרים עוד מאמרים מדעיים המראים מהו המרחק מבאר השפכים שאליו יכול לחץ הנוזלים להגיע. "מוקד ההחלטה השתנה, במקום להחליט באיזו באר יש לנקוט פעולה לצמצום הסכנה, אנו מחליטים באיזו קבוצת בארות יש לטפל." אומר סקינר.

קלר, ראש המכון הגאולוגי של אוקלהומה לשעבר, אומר שהוא היה גם מודע לתלות הכלכלית של המדינה בנפט ובגז. "היינו בהחלט אִִטיים יותר ממי שמיהרו ללחוץ על ההדק," הוא אומר. "ישבנו שם וניסינו לאזן את ההשפעה הכלכלית ולא ללחוץ על כפתור החירום ובה בעת ניסינו להיות אחראיים. לא היה קל להבין מה צריך לעשות." בשביל החברות המפעילות, ההשלכות של הפחתת נפח המים המוזרקים הן ירידה בהכנסות וחשש מן הצורך להוביל שפכים במשאיות למתקנים מרוחקים.

טקסס הפעילה אמצעים חדשים לניטור הרעשים. ב-2015 הקציבה המדינה 4.5 מיליון דולר להתקנה של רשת סיסמולוגית ולמחקר נוסף של רעשי אדמה. רשות מסילות הברזל העניקה לעצמה בשנתיים האחרונות סמכויות חדשות לסגור בארות ולבקש מן החברות המפעילות אותן לבצע בדיקות באזורים שנרשמה בהם פעילות סיסמית חדשה. הרשות אמנם הביעה דאגה בדבר רעידות האדמה, אבל עדיין לא קבעה קביעה רשמית שרעידה כלשהי נגרמה מהפקת אנרגיה.

מדינות וחברות גז ונפט בודקות עוד אסטרטגיות להקטנת הסיכון ובהן מִחזור השפכים או הזרקתם לשכבות סלע רחוקות יותר או מבודדות יותר מן ההעתקים העמוקים. אפשר גם שיגדילו את המרחקים בין הבארות.

תעשיית הנפט והגז אינה מוכנה לקבל איסור מוחלט על הזרקות, אפילו באזור נרחב אחד. "איסור על הזרקה הוא איסור על הפקת נפט וגז," אומר סטיב אוורלי, דובר חברת Engergy InDepth, החברה בהתאחדות הנפט העצמאית של אמריקה. וזאת מפני שאין עדיין חלופה משתלמת להזרקה, ורבות מן החלופות כרוכות אף הן בנזקי סביבה, כמו למשל הובלת מים במשאיות על פני מרחקים גדולים, הוא אומר.

לדעת מומחים רבים, גם אם תסגור אוקלהומה את כל הבארות היום, הרעידות ימשיכו. "אנחנו מנסים לחשב כמה אנרגיה אצורה במערכת כרגע וכמה זמן היא צפויה להישאר בה, ובשיעור הרעשים הנוכחי, הערכים האלה גבוהים." אומר דניאל מק'נמרה, סיסמולוג במרכז לסכנות גאולוגיות של ה-USGS בגולדן שבקולורדו.

כשהתבקש לפרט, השתהה מעט ואז הוסיף: "מדובר במאות שנים."

מאמר זה פורסם בעיתון Scientific American ותורגם ונערך בידי רשת אורט ישראל

לקריאה נוספת

מערך שיעור

 

0 תגובות