Scientific Exploration of Induced SeisMicity and Stress (SEISMS)

Abstract

Abstract. Several major fault-drilling projects have captured the interseismic and postseismic periods of earthquakes. However, near-field observations of faults immediately before and during an earthquake remain elusive due to the unpredictable nature of seismicity. The Scientific Exploration of Induced SeisMicity and Stress (SEISMS) workshop met in March 2017 to discuss the value of a drilling experiment where a fault is instrumented in advance of an earthquake induced through controlled fluid injection. The workshop participants articulated three key issues that could most effectively be addressed by such an experiment: (1) predictive understanding of the propensity for seismicity in reaction to human forcing, (2) identification of earthquake nucleation processes, and (3) constraints on the factors controlling earthquake size. A systematic review of previous injection experiments exposed important observational gaps in all of these areas. The participants discussed the instrumentation and technological needs as well as faults and tectonic areas that are feasible from both a societal and scientific standpoint.

Constraining Fault Friction and Stability with Fluid-Injection Field Experiments

“…In the geoenergy industry, test injections with timely depressurization and spatiotemporal monitoring of fluid pressure and aseismic slip could be performed prior to exploitation to ensure that there are no low-friction faults nearby. Our findings show that augmenting faultpressurization experiments with suitably designed depressurization phases and multiple monitoring locations along the fault would provide invaluable insight into the physics of both induced and natural earthquakes (Savage et al, 2017) and friction properties of dormant faults. Such more advanced injection experiments and corresponding modeling work will potentially be able to assess the effects and relative importance of additional mechanisms (e.g., poroelastic stresses (Deng et al, 2016;Goebel et al, 2017;Segall & Lu, 2015), slip-induced dilatancy (Cappa et al, 2019;Segall & Rice, 1995), bulk fluid diffusion, and enhanced dynamic weakening) and complexity (e.g., material heterogeneities (Eyre et al, 2019)).…”

O VOZMOZhNOSTI UPRAVLENIJa TEHNOGENNYMI VOZDEJSTVIJaMI SEJSMOOPASNYH DEFORMACIJ V ZONAH AKTIVNYH TEKTONIChESKIH RAZLOMOV

“…Последующими многолетними фундаментальными исследованиями коллективов сотрудников двух институтов под руководством член-корреспондента РАН С.Г.Псахье , проводимых в течение 15 лет в разных регионах Восточной Сибири и Монголии, удалось многократно расширить и обосновать правомерность выбранного научного направления по созданию принципиально новых методических подходов к решению проблем обеспечения сейсмобезопасности путем проведения превентивных управляемых техногенных воздействий на выявленные потенциально опасные сегменты разломов [3]. Выбранное направление исследований остается в мировой науке пионерным до настоящего времени и находит все большее понимание и привлекает последователей не только в России, но и за рубежом [4].…”

On the structure and formation of earthquake sources in the faults located in the subsurface and deep levels of the crust. Part II. Deep level

“…В международном аспекте реализации усилий по эффективному противодействию готовящимся опасным землетрясениям в настоящее время наблюдается весьма заметное повышение внимания исследователей разных стран к обсуждению и анализу техногенных воздействий на сейсмоопасные сегменты разломов. В частности, в Нью-Йорке 29-31 марта 2017 г. был проведен международный семинар «SEISMS» с участием авторитетных экспертов в лице геологов-нефтяников, специалистов по физике землетрясений, приборам и наблюдениям за скважинами, а также по изучению опыта непреднамеренного индуцирования землетрясений в связи с закачкой больших объемов химических растворов в подземные горизонты земной коры [Savage et al, 2017;Raleigh et al, 1976;и др.]. На этом форуме обсуждались существующие расхождения между теоретическими представлениями ученых и реальными наблюдениями в области геомеханики разломов, рассматривалась расстановка приоритетов в исследованиях по многочисленным нерешенным вопросам физики землетрясений.…”