Ciencia

Nuevos datos sobre los 3.500 terremotos que provocó la plataforma de gas Castor

Una investigación internacional en la que participa la Universidad de Granada ha conseguido trazar y analizar en detalle las fases de terremotos que provocó el almacén gasístico Castor en 2013. Esta plataforma marítima, situada aún hoy frente a costas de las comarcas del Montsiá (Tarragona) y el Bajo Maestrazgo (Castellón), cesó su actividad de inyección de gas el 16 de septiembre de 2013 por orden del Gobierno, debido a la sismicidad que acompañaba el llenado del almacén.

El estudio, coordinado por el GFZ Helmholtz Centro de Potsdam (Alemania), en el que han trabajado los investigadores del Departamento de Física Teórica y del Cosmos y el Instituto Andaluz de Geofísica de la UGR, Daniel Stich y José Ángel López Comino, ha revelado cómo los terremotos se fueron primero alejando del almacén de gas y acercándose a la costa, para posteriormente volver hacia el Castor con las rupturas de los eventos sísmicos más grandes de la serie.

Esta sismicidad se considera antropogénica, al ser provocada por la actividad humana. “Si bien los terremotos naturales ya tienden a causar alarma, los provocados por el hombre pueden ser particularmente inquietantes, generando dudas sobre la controlabilidad e idoneidad de las tecnologías responsables”, explica Daniel Stich.

La actividad sísmica antropogénica es frecuente en el contexto de explotaciones petrolíferas, aunque puede acompañar cualquier proceso que altere esfuerzos, presión o cohesión en el subsuelo.

En España, aparte de sismicidad atribuida al llenado de embalses, uno de los casos más sonados de terremotos inducidos es esta crisis sísmica de la plataforma Castor, especialmente tras la aparición de terremotos de magnitud alrededor de 4, que pusieron en alerta a la población de la costa y causaron un considerable impacto mediático, social y político, además de despertar el interés de la comunidad científica, por situarse entre los terremotos antropogénicos más relevantes en almacenes de gas a nivel mundial.

Daniel Stich y José Ángel López Comino.

Una serie sísmica difícil de trazar

La ubicación de la sismicidad mar adentro y la falta de sismómetros de fondo marino implican una mala cobertura de esta serie con estaciones sísmicas y dificultan el análisis.

El nuevo estudio exhaustivo de los datos sismológicos, que ha sido publicado ahora en la revista Nature Communications, identifica alrededor de 3500 terremotos a profundidad superficial entre septiembre y octubre de 2013 en las cercanías de la plataforma de Castor.

Con la combinación de diferentes técnicas sismológicas se ha obtenido información sobre las localizaciones de los movimientos, las orientaciones de las rupturas, o la dirección de propagación de las rupturas mas grandes, entre otros parámetros, con el objetivo de despejar dudas sobre la serie sísmica.

El reanálisis ejecutado proporciona unos resultados coherentes en los que la serie de terremotos realiza un recorrido noreste-suroeste de unos 4 km de longitud. “Los movimientos sísmicos no ocurren en la falla de Amposta, la falla principal del almacén de gas con grandes dimensiones, como se ha llegado a proponer.

En cambio, los terremotos corresponden a un desplazamiento horizontal en una falla secundaria, localizada por debajo del almacén y con un buzamiento opuesto al de la falla de Amposta”, especifica el investigador Daniel Stich.

Un avance importante del nuevo estudio proviene de la recuperación de la señal de los dos terremotos mas grandes a través de agrupaciones de sismómetros ubicados en Alemania y Estados Unidos, permitiendo por primera vez una estimación de profundidad robusta.

Gracias a estos registros distantes se pueden identificar ondas reflejadas en la superficie, cuyos retrasos se relacionan directamente con la profundidad hipocentral.

Con este método, los investigadores sitúan los terremotos a 3-4 km de profundidad. Esta corresponde a una localización más profunda que la inyección de gas que realizaba el Castor (a 1.8 km), pero todavía dentro de la capa de sedimentos de la zona, con un espesor de unos 5 km.

El dato permite concluir que hay conectividad hidráulica entre el almacén de gas y la falla activada, de acuerdo con los modelos que relacionan sismicidad inducida con los cambios de presión en el subsuelo provocados por determinadas tecnologías.

La crisis sísmica tuvo tres fases diferentes

Otro pilar del análisis es una localización relativa entre terremotos cercanos. Haciendo uso de la similitud de los sismogramas, esta técnica es capaz de resolver la distribución precisa de los terremotos más grandes a lo largo de la falla, mostrando así por primera vez la existencia de tres fases distintas de la crisis sísmica. La primera fase, hasta la mitad de septiembre, se caracterizó por una sismicidad moderada.

En la segunda fase, se observó un aumento de magnitudes y una migración lenta de la sismicidad hacia el suroeste, con un avance promedio de ~180 m al día. Estas características son propias de un proceso de difusión, que limita la velocidad con la que se propagan cambios de presión en fluidos, y corroboran el origen antropogénico de la sismicidad, es decir, que el Castor provocó los terremotos.

A finales de septiembre comenzó la tercera y última fase, que incluye los terremotos de mayor magnitud y se caracteriza por una rápida migración en dirección contraria, hacia el noreste, hasta alcanzar de nuevo el punto inicial de la serie.

Este periodo parece que fue impulsado por la ruptura en cadena de las partes mas resistentes de la falla, las llamadas asperezas, que aguantaron durante el avance inicial de la sismicidad para formar la traca final de movimientos hasta los primeros días de octubre de 2013.

Con la combinación de diferentes técnicas sismológicas avanzadas y la recolección de datos sismológicos, el presente trabajo científico ayuda a identificar los procesos sismogénicos y la geometría de la falla activada en la serie del Castor, que han sido hasta hoy objeto de discusión.

El estudio muestra cómo es posible reconstruir de forma detallada la dinámica de la secuencia sísmica inducida, a pesar de no disponer de una red local densa de sismógrafos, y ofrece un ejemplo para estudios similares en otros lugares.

“Evidentemente, este desenlace positivo no debe contrarrestar otra lección de la serie sísmica del Castor: la instalación de instrumentación a distancia corta, incluidos sismómetros de fondo marino si es necesario, debe ser el recurso principal para el monitoreo en tecnologías potencialmente sismogénicas, para facilitar un seguimiento ágil de la sismicidad local”, concluyen los investigadores.

Referencia bibliográfica:

Simone Cesca, Daniel Stich, Francesco Grigoli, Alessandro Vuan, José Ángel López-Comino, Peter Niemz, Estefanía Blanch, Torsten Dahm and William L. Ellsworth (2021): Seismicity at the Castor gas reservoir driven by pore pressure diffusion and asperities loading. Nature Communications 12, 4783.
URL: https://www.nature.com/articles/s41467-021-24949-1

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