Une nouvelle technique géophysique améliore l’imagerie des roches remplies de fluide en trouvant des liens avec des microséismes


Une équipe internationale de scientifiques dirigée par le Dr Xin LIU, professeur adjoint au Département des sciences de la Terre de l’Université de Hong Kong (HKU), ainsi que des sismologues des États-Unis et de Chine, ont récemment introduit une nouvelle méthode appelée tomographie adjointe différentielle du bruit ambiant. , qui permet aux chercheurs de mieux visualiser les roches contenant des fluides, conduisant à des avancées potentielles dans la découverte de ressources en eau et en pétrole, ainsi qu’à des applications dans les risques géologiques urbains et les systèmes d’alerte précoce pour les tsunamis et la compréhension du cycle de l’eau. Leurs conclusions ont été publiées dans la revue Communications naturelles.

La méthode utilise un instrument portable appelé « sismomètre » pour enregistrer les vibrations naturelles de la Terre, ce qui en fait un moyen simple et rentable d’étudier les zones des villes et des océans. Les sismomètres enregistrent le mouvement du sol en trois dimensions : haut-bas, nord-sud et est-ouest. Dans le cadre de l’étude, 42 sismomètres ont été placés le long d’une ligne traversant le bassin de Los Angeles, de Long Beach à Whittier Narrows.

Les chercheurs ont découvert que les roches situées à environ 1 à 2 km sous la surface, près de la faille Newport-Inglewood, une faille qui provoque des tremblements de terre, contiennent une quantité importante de fluides. Ces roches présentent de minuscules trous remplis de fluides, ce qui pourrait expliquer la survenue de petits tremblements de terre à Long Beach, en Californie. L’abondance de fluides à l’intérieur de ces minuscules trous réduit la friction le long du plan de faille, permettant aux deux blocs rocheux de chaque côté de glisser plus facilement l’un sur l’autre et de générer de petits tremblements de terre.

L’article suggère que la tomographie adjointe différentielle du bruit ambiant peut être utilisée pour trouver des ressources en eau et en pétrole sans avoir recours à des forages coûteux. Cette méthode inédite génère des images du sol couvertes par les sismomètres, révélant la vitesse à laquelle les ondes sismiques se propagent dans les sols et les roches. À certains endroits, l’onde sismique se propage beaucoup plus lentement que dans d’autres régions situées à la même profondeur, indiquant la présence de fluide. Comme l’eau et le pétrole sont des fluides dans les roches, cette méthode peut identifier les roches contenant de tels fluides.

“Auparavant, les aquifères souterrains ou les réservoirs de fluides profonds étaient difficiles à trouver sans forer plusieurs puits coûteux ou sans effectuer des études sismiques coûteuses avec un son artificiel fort qui ne sont pas respectueux de l’environnement sur terre ou sur océan. En utilisant uniquement de faibles enregistrements de bruit sismique par deux douzaines de sismomètres sur terre ou sur le fond marin. , notre nouvelle technique peut créer des images contenant des informations sur les fluides dans les roches et localiser avec précision l’emplacement et la profondeur des roches riches en fluides”, a déclaré le Dr Liu, qui est également le premier auteur de l’article de la revue.

De plus, cette méthode innovante peut être utilisée pour créer des images détaillées du sol dans les zones urbaines et des profondeurs océaniques, à des fins diverses telles que l’évaluation des risques géologiques urbains, la mise en œuvre de systèmes d’alerte précoce pour les tsunamis et l’amélioration de notre compréhension du cycle de l’eau sous le fond marin. . En milieu urbain, une série de sismomètres terrestres peut être déployée sur la zone d’intérêt. Dans l’océan, une ligne de sismomètres de fond océanique (OBS) peut être installée sur le fond marin pour enregistrer les vibrations de fond. Dans les deux cas, une image détaillée est créée juste sous la ligne de sismomètres, fournissant des informations sur l’emplacement des sols/sédiments meubles et des roches fluides directement liées aux régions où la vitesse des ondes sismiques est lente.

“En conclusion, cette méthode innovante a le potentiel de révolutionner notre approche de la découverte et de l’utilisation des ressources en eau et en pétrole, en améliorant les mesures de sécurité urbaine et en approfondissant notre compréhension de l’environnement. Son impact direct sur notre vie quotidienne s’étend de l’exploration efficace des ressources à l’efficacité “, a ajouté le Dr Liu.

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