Do the statistical properties of aftershocks change in fluid-induced settings?
Notice bibliographique
Résumé
Fluid-induced earthquakes are an adverse effect of industrial operations like hydraulic fracturing (e.g., 4.7 Mw in Alberta, Canada), and enhanced geothermal systems (e.g., 5.5 Mw in Pohang, South Korea). Identifying all underlying physical processes contributing to fluid-induced seismicity presents an open challenge. Recent work reports signatures of event-event triggering or aftershocks --- common for tectonic settings --- within the context of fluid-induced seismicity. In particular, the statistical properties including the productivity relation and the Omori-Utsu relation appear to hold for fluid-induced seismicity as well. Here, we investigate the underlying potential cause of these field observations from a modelling perspective. By extending a novel conceptual model by integrating (non-)linear viscoelastic effects with a combination of fluid diffusion and invasion percolation associated with a point source, we are able to capture the essential characteristics of crustal rheology and stress interactions in a porous medium. We show that this gives rise to realistic aftershock behaviour with statistical properties indistinguishable from the case of seismicity resulting from tectonic loading. This is even true if the loading due to fluid injections occurs at time scales much faster than the tectonic loading. In our model framework, such tectonic loading can be mimicked by a spatially uniform drive replacing the point source of the fluid injection and its propagation to initiate slips and earthquakes. This indicates that the emergence of the Omori-Utsu relation is independent of how the system is loaded or driven and it is indeed only controlled by the viscoelasticity of the medium. Similarly, the scaling exponent of the productivity relation --- which quantifies how the number of aftershocks increases with the magnitude of the main shock --- is independent of how the system is driven. At the same time, the spatial footprint of fluid-induced events and its dependence on the permeability field are primarily unaltered by the presence of aftershocks. Finally, within our model framework, we systematically investigate the impact of varying fluid injection rates during the viscoelastic stress redistribution on the detection of aftershocks and event-event triggering sequences. When the injection rate is sufficiently high, the aftershock detection and recovery of the Omori-Utsu and productivity relations is only feasible when the internal stress redistribution is directly accessible.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,010 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,002 |
| Communication savante | 0,001 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».