רעידות האדמה הבאות - בחסות בני האדם

ישראל שוכנת לאורכו של השבר הסורי-אפריקאי, שמהווה מוקד לפעילות טקטונית למשך מיליוני השנים האחרונות. תזוזה של שני צדי השבר אחד ביחס לשני יכולה לגרום לרעידות אדמה, ואלו פקדו את האזור גם בעבר הלא רחוק. הפעם האחרונה שבה רעידת אדמה קטלנית הכתה הייתה ב-1927, אז נספרו לפחות 500 הרוגים בישראל ובעבר הירדן.

רעידות אדמה שנגרמות מתזוזות של לוחות טקטוניים הן תופעת טבע עוצמתית, ולנו לא נותר אלא לנסות לחזות אותן מראש ולהתגונן מפניהן, למשל באמצעות בנייה מותאמת לרעידות אדמה, או חיזוק מבנים קיימים במסגרת תכנית המתאר הארצית מס' 38 (תמ"א 38).

אך בשנים האחרונות התגלה שרעידות אדמה עלולות להיגרם גם מפעילות אנושית, ובמיוחד מטכניקות מודרניות של קידוחי נפט עמוקים. המכון הגיאולוגי האמריקאי (USGS) מיפה את מרכז ארצות הברית ומזרחה ובחן את הסיכון לרעידות אדמה בשנת 2016 על סמך מודלים שמתבססים על מדידות סיסמולוגיות מהשנים שעברו. אך בשונה מהעבר החליטו להכניס למפה גם רעידות אדמה שנגרמות מפעילות אנושית, ומכונות "רעידות אדמה מושרות" (Human Induced Earthquakes).

במפה אפשר לראות שבמרכז ארה"ב יש אזור סמוך לאוקלהומה סיטי שקיימת בו סבירות של 10%-12% לנזק מרעידות אדמה בשנה הקרובה. בניגוד לאזורים בסיכון במערב ארצות הברית, שם הגורם העיקרי לרעשי אדמה הוא פעילות השבר הגיאולוגי, שנקרא העתק סן-אנדראס, רעידות האדמה במרכז ארצות הברית נגרמות כנראה מפעילות האדם.

באזור המועד לפורענות חיים יותר משבעה מיליון תושבים, ובשנים האחרונות נמדדו בו מאות רעידות אדמה בעוצמה שלרוב לא עברה את דרגה 3 בסולם ריכטר. למרות העוצמה הנמוכה יחסית, די היה בהן כדי לגרום נזק רב למבנים ולתשתיות, ואף לפציעות.

אילוסטרציה צילום: בלומברג

רעשים מושרים

רעידות האדמה המושרות נחקרות כבר כמה שנים. העניין בנושא התעורר לאחר שהבחינו שבמקומות מסוימים נרשמה עלייה בתדירות רעידות האדמה ביחס לעבר. במרכז ארצות הברית ובמזרחה נמדדו בשנים 2000-1967 כ-21 רעשי אדמה בעוצמה שעולה על 3 בסולם ריכטר בשנה בממוצע, אך בשנים 2012-2010 נמדדו כ-100 מקרים בשנה, פי 5 מתדירות הרעידות בעבר.

מכיוון שלא מדובר באזורים שנצפה בהם שינוי בדפוס פעילות השברים הגיאולוגיים, חיפשו החוקרים סיבות אחרות. הגורם המרכזי שמסביר כנראה את התופעה הוא קידוחים של תעשיית הנפט והגז, שפורחת בשנים האחרונות בארצות הברית. נראה שקידוחים אלו עלולים לגרום לשינויים פיזיים ומכניים בסלע, שמתבטאים בסופו של דבר ברעידת אדמה.

החשד העיקרי נפל על טכניקה שמכונה "שבירה מושרית הידראולית", או "פראקינג" (fracking), המשמשת להפקת נפט וגז טבעי, ועל קידוחי עומק שנעשים לצורך הטמנה של נוזלים מזוהמים. בטכניקת הפראקינג, שנכנסה לשימוש בסוף שנות ה-90, מבצעים קידוחי עומק אנכיים, לעומק שיכול להגיע לשלושה ק"מ, ולאחר מכן ממשיכים לקידוחים אופקיים בשכבות הסלע, משולבים בהחדרת חומרי נפץ, מים, קיטור וחומרים רעילים אחרים שמביאים לשחרור הנפט והגז.

את המים שמחדירים שואבים בחזרה ומפיקים מהם את הדלקים. בתהליך הזה נוצרת כמות אדירה של מים מזוהמים שיש להיפטר מהם בלי לזהם את מאגרי מי התהום. בנוסף, במהלך הקידוח נוצרות רעידות אדמה רבות. בדיקה מעמיקה של אלפי בארות פראקינג שהרעידות האלו נוטות להיות חלשות יחסית, בעוצמה שלא עולה על 3 בסולם ריכטר, ולכן הן אינן גורמות נזק רב.

סכנה גוברת

מתוך הצטברות העדויות האלו החליט ה-USGS לכלול את האזורים המועדים לרעידות במפת הסיכונים השנתית. "המפה מספקת מידע שקובעי המדיניות יכולים לנצל כדי לקבל החלטות נבונות יותר לגבי השפעות רעידות האדמה, ולייצר קהילות בטוחות יותר בעתיד", אומר מנהל הפרויקט הלאומי למיפוי הסכנות הסיסמיות במכון הגיאולוגי, מרק פטרסון. "יותר ויותר תושבים יתמודדו עם סיכון גבוה לרעידות אדמה מזיקות בשנה הבאה".

עד לשנים האחרונות נהג המכון לפרסם את המפה עם תחזית לטווח של 50 שנים קדימה, משך החיים הממוצע של בניין, אך הפריחה של קידוחי הפראקינג והטמנת הנוזלים בארצות הברית מחייבת לתת תחזית כבר למרחק של שנה אחת קדימה – והתוצאות דרמטיות. באזורים רבים סביב אוקלהומה סיטי יש סיכון של 1%-2% לפחות לנזק בשנה הקרובה, ובמוקד האזור הסבירות לרעש אדמה גבוהה כאמור פי עשרה. סיכון כזה, של 10%-12%, מקביל כבר לנזק הצפוי באזור סן פרנסיסקו, סמוך לשבר גיאולוגי פעיל במיוחד שגרם נזקים אדירים בעבר.

למרות האזהרות המדאיגות הללו, יש לזכור שמדובר כאן בסבירות לפעילות סיסמית שתביא לרעידות אדמה כלשהן, בלי קשר לעוצמתן. הציפייה היא שרעידות האדמה יהיו קטנות יחסית לרעשים הנובעים מתנועה של לוחות טקטוניים, אך התדירות הגבוהה שלהן עלולה בהחלט לגרום נזק לרכוש ואף לחיי אדם אם לא ייעשו ההתאמות הנדרשות בתקני הבנייה ובשיטות כריית הנפט והגז הטבעי.

מדינות מסוימות בארצות הברית כבר הבינו את הקשר בין הטמנת נוזלים בעומק הקרקע לרעידות אדמה והסדירו רגולציה שמגבילה את הנושא. לעומת זאת, דווקא באוקלהומה, המועדת במיוחד לפורענות, זכה הנושא להתייחסות רק השנה והמושלת מרי פאלין (Fallin) הקימה ועדה שהחלה לסגור בארות ולדרוש צמצום של כמות הנוזלים שמוחדרים לקרקע. רק בשבוע האחרון של מרץ 2016 נמדדו באוקלהומה שמונה רעידות בעוצמה גבוהה מ-3 בסולם ריכטר.

רעידות אדמה עלולות להתרחש גם מסביב לבאר שכבר חדלו להזריק אליה נוזלים. יתר על כן, במקרים מסוימים אף נמצא שעוצמת הרעידות עולה אחרי סגירת הבאר.

"עבודת המדענים הוכיחה שבארות ההטמנה גורמות לרעידות אדמה", אומר מרק זובק, גיאופיזיקאי מאוניברסיטת סטנפורד שדו"ח המכון התבסס בין השאר על מחקריו. "השאלה כעת היא איך מתמודדים עם זה". הצעד הראשון יהיה לא להתעלם מהמידע החדש שנחשף.

ומה בישראל? בשנים האחרונות נערכים ברמת הגולן קידוחים ניסיוניים לחיפוש נפט. אחת מהאפשרויות העומדות בפני החברה, אם אכן תמצא כמות מספקת של נפט, היא טכניקת הפראקינג, מכיוון שהסבירות למציאת מאגרים שניתן להוציא בקידוח רגיל נמוכה מאוד . בעת קבלת החלטה בנושא יהיה על קובעי המדיניות לקחת בחשבון בין השאר את הנתונים וההבנות שהוצגו בדו"ח, כדי למנוע נזקים שיהיה קשה מאוד לתקן בעתיד.

דוקטורנט במכון ויצמן למדע וכתב באתר מכון דוידסון לחינוך מדעי