Sea of Galilee earthquakes triggered by excessive water pumping / Terremoti del Mare di Galilea innescati da un eccessivo pompaggio dell'acqua
Sea of Galilee earthquakes triggered by excessive water pumping / Terremoti del Mare di Galilea innescati da un eccessivo pompaggio dell'acqua
Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa
The Israeli city Tiberias looks over the Sea of Galilee, under which a series of mysterious earthquakes rumbled in 2013 and 2018.
/ La città israeliana di Tiberiade si affaccia sul Mar di Galilea, sotto la quale una serie di misteriosi terremoti ha rimbombato nel 2013 e nel 2018.
One evening in September 2013, windows rattled and ceiling fans swayed in northeastern Israel as a small earthquake rumbled beneath the Sea of Galilee—the water Jesus is said to have walked on—also known as Lake Kinneret. Four more tremors struck over the next 4 days. Then, in July 2018, a dozen small earthquakes shook the same spot beneath the lake on a fault—the slip surface along which an earthquake ruptures.
Although far more powerful earthquakes have struck the Levant, swarms such as these are rare and mysterious. A new study suggests human activity is to blame. Pumping too much water from the region too quickly may have “unclamped the fault,” the authors argue. And, they add, Californians and others living above major faults better pay attention, lest a similar appetite for water trigger a far larger, more dangerous quake.
Researchers have long known that humans can cause earthquakes by injecting fluid into the ground—a technique used in hydraulic fracturing, or fracking, to break open rocks and release natural gas or petroleum. Pumping water into geothermal vents to generate steam for heating and electricity has also triggered temblors. But earthquakes set off by pumping fresh water out of underground aquifers haven’t received much attention, says study co-author Emily Brodsky, a seismologist at
the University of California (UC), Santa Cruz. “This is not the first example of https://www.sciencemag.org/news/2019/07/sea-galilee-earthquakes-triggered-excessive-water-pumping?utm_campaign=news_daily_2019-07-26&et_rid=344224141&et_cid=2921138 extraction triggering earthquakes, but it’s uncommon,” she says.
For decades, Lake Kinneret provided up to a third of Israel’s domestic water supply, but a booming population and declining rainfall caused lake levels to fall precipitously. In the 1990s, Israeli officials encouraged people to pump groundwater from the wells surrounding the lake instead. After the 2013 and 2018 earthquake swarms, Nadav Wetzler, a geologist with the Geological Survey of Israel in Jerusalem, wondered whether the events were connected.
To find out, he, Brodsky, and colleagues compared the dates, locations, depths, and magnitudes of the earthquakes to regular measurements of groundwater levels in the region’s aquifer. They found that the quakes, most of which registered relatively harmless magnitudes between 3 and 4, occurred after steep groundwater declines from 2007 to 2013, and again from 2016 to 2018.
Injecting water into aquifers is thought to trigger earthquakes by increasing the water pressure in pores within the rocks, lubricating faults and allowing them to slip more easily. But how might removing groundwater trigger an earthquake swarm? In a paper published last week in Geophysical Research Letters, the authors suggest a model in which extracting groundwater reduces the gravitational load on a fault—lessening the forces that push rocks on either side of the fault together to keep it locked. “Pulling the water out allows the rocks to kind of relax away from one another, and therefore unclamps the fault,” Brodsky explains.
It’s a reasonable explanation, says earth scientist Manoochehr Shirzaei at Arizona State University in Tempe. He says scientists have traditionally assumed that freshwater fluid removal can’t easily trigger earthquakes. “This is one of the first studies to show that it can.”
Wetzler says the 2018 earthquake swarm, although relatively small, was a “wakeup call” for Israeli seismologists and government officials to improve earthquake readiness and bring buildings up to code. The Dead Sea Transform fault, which runs underneath the Sea of Galilee and the Dead Sea and accommodates the grinding motion between the Arabian and African tectonic plates, has been responsible for far larger earthquakes. Historical records reveal that in 1138, for example, a quake with an estimated magnitude between 7 and 8 hit the region, killing some 230,000. More recently, a 6.25-magnitude earthquake in 1927 killed close to 300.
Though the 2013 and 2018 swarms were comparatively mild, Brodsky says officials should be wary of them, no matter their initial cause, as small quakes can trigger larger ones. “Earthquakes beget earthquakes,” she says. “Once the rock breaks, it doesn’t know how it started.”
That means Californians should also appreciate the link between groundwater and seismicity, Wetzler says. In recent years, aquifers underneath California’s Central Valley have been overpumped, even amidst severe drought conditions. Worryingly, Wetzler adds, the nearby San Andreas fault, responsible for some of California’s largest earthquakes, is similar to the Dead Sea Transform.
The findings may even help explain why California sees slightly more earthquakes during the state’s dry summers, when groundwater pumping is at its peak, than in comparatively wetter months, says Roland Burgmann, a geophysicist at UC Berkeley. “We used to say there’s no such thing as ‘earthquake weather,’ but now it’s looking like there might be a subtle connection.”
ITALIANO
Una sera di settembre 2013, le finestre tintinnarono e i fan del soffitto ondeggiarono nel nord-est di Israele mentre un piccolo terremoto brontolava sotto il Mare di Galilea - l'acqua che si dice abbia camminato su Gesù - noto anche come Lago Kinneret. Altri quattro tremori colpiti nei prossimi 4 giorni. Quindi, a luglio 2018, una dozzina di piccoli terremoti ha colpito lo stesso punto sotto il lago per una faglia: la superficie di scorrimento lungo la quale si rompe un terremoto.
Sebbene terremoti molto più potenti abbiano colpito il Levante, sciami come questi sono rari e misteriosi. Un nuovo studio suggerisce che la colpa è dell'attività umana. Pompare troppa acqua dalla regione troppo rapidamente potrebbe aver "risolto il problema", sostengono gli autori. E, aggiungono, i californiani e altri che vivono al di sopra dei principali difetti prestano maggiore attenzione, affinché un appetito simile per l'acqua scateni un terremoto molto più grande e più pericoloso.
I ricercatori sanno da tempo che gli esseri umani possono causare terremoti iniettando fluido nel terreno, una tecnica utilizzata nella fratturazione idraulica o nel fracking, per rompere le rocce aperte e rilasciare gas naturale o petrolio. Anche il pompaggio di acqua nelle prese d'aria geotermiche per generare vapore per il riscaldamento e l'elettricità ha innescato i temblors. Ma i terremoti scatenati pompando acqua fresca dalle falde acquifere sotterranee non hanno ricevuto molta attenzione, afferma la coautrice dello studio Emily Brodsky, una sismologa dell'Università della California (UC), Santa Cruz. "Questo non è il primo esempio di https://www.sciencemag.org/news/2019/07/sea-galilee-earthquakes-triggered-excessive-water-pumping?utm_campaign=news_daily_2019-07-26&et_rid=344224141&et_cid=2921138 estrazione scatenando terremoti, ma è raro ", dice.
Per decenni, il Lago Kinneret ha fornito fino a un terzo dell'approvvigionamento idrico domestico di Israele, ma una popolazione in forte espansione e le piogge in calo hanno causato la caduta precipitosa dei livelli dei laghi. Negli anni '90, i funzionari israeliani hanno incoraggiato le persone a pompare le acque sotterranee dai pozzi che circondano il lago. Dopo gli sciami di terremoti del 2013 e del 2018, Nadav Wetzler, un geologo del Geological Survey of Israel a Gerusalemme, si chiedeva se gli eventi fossero collegati.
Per scoprirlo, lui, Brodsky e i suoi colleghi hanno confrontato le date, i luoghi, le profondità e l'entità dei terremoti con le misurazioni regolari dei livelli delle acque sotterranee nella falda acquifera della regione. Hanno scoperto che i terremoti, la maggior parte dei quali hanno registrato magnitudini relativamente innocue tra 3 e 4, si sono verificati dopo il rapido declino delle acque sotterranee dal 2007 al 2013, e di nuovo dal 2016 al 2018.
Si ritiene che l'iniezione di acqua nelle falde acquifere scateni terremoti aumentando la pressione dell'acqua nei pori all'interno delle rocce, lubrificando i guasti e consentendo loro di scivolare più facilmente. Ma come potrebbe la rimozione delle acque sotterranee innescare uno sciame di terremoti? In un articolo pubblicato la scorsa settimana su Geophysical Research Letters, gli autori suggeriscono un modello in cui l'estrazione delle acque sotterranee riduce il carico gravitazionale su una faglia, diminuendo le forze che spingono le rocce su entrambi i lati della faglia per tenerlo bloccato. "Estrarre l'acqua consente alle rocce di rilassarsi un po 'l'una dall'altra, e quindi risolve il problema", spiega Brodsky.
È una spiegazione ragionevole, afferma lo scienziato della terra Manoochehr Shirzaei della Arizona State University di Tempe. Dice che gli scienziati hanno tradizionalmente supposto che la rimozione del fluido di acqua dolce non possa facilmente innescare terremoti. "Questo è uno dei primi studi a dimostrare che è possibile."
Wetzler afferma che lo sciame di terremoti del 2018, sebbene relativamente piccolo, è stato un "campanello d'allarme" per i sismologi israeliani e i funzionari del governo per migliorare la prontezza del terremoto e portare gli edifici al codice. La faglia della Trasformazione del Mar Morto, che corre sotto il Mar di Galilea e il Mar Morto e ospita il movimento stridente tra le placche tettoniche arabe e africane, è stata responsabile di terremoti molto più grandi. I documenti storici rivelano che nel 1138, ad esempio, un terremoto di magnitudo stimata tra 7 e 8 colpì la regione, uccidendo circa 230.000. Più recentemente, un terremoto di magnitudo 6,25 nel 1927 ha ucciso quasi 300.
Sebbene gli sciami del 2013 e del 2018 siano stati relativamente lievi, Brodsky afferma che i funzionari dovrebbero diffidare di loro, indipendentemente dalla causa iniziale, poiché i piccoli terremoti possono innescare quelli più grandi. "I terremoti generano terremoti", afferma. "Una volta che il rock si rompe, non sa come è iniziato."
Ciò significa che i californiani dovrebbero anche apprezzare il legame tra le acque sotterranee e la sismicità, afferma Wetzler. Negli ultimi anni, le falde acquifere sotto la Central Valley in California sono state traboccate, anche in presenza di gravi condizioni di siccità. Cosa preoccupante, aggiunge Wetzler, la vicina faglia di San Andreas, responsabile di alcuni dei maggiori terremoti della California, è simile alla trasformazione del Mar Morto.
I risultati potrebbero anche aiutare a spiegare perché la California vede un po' più di terremoti durante le estati secche dello stato, quando il pompaggio delle acque sotterranee è al suo apice, rispetto ai mesi relativamente più bagnati, afferma Roland Burgmann, un geofisico dell'UC Berkeley. "Dicevamo che non esiste" il tempo del terremoto ", ma ora sembra che ci potrebbe essere una connessione sottile."
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