Seismicity in Flanders

Abstract

Vlaanderen wordt gekenmerkt door een lage aardbevingsactiviteit. De meeste recente aardbevingen doen zich voor in de Roerdalslenk, terwijl paleoseismische activiteit zich uitstrekt tot in het Bekken van de Kempen. De stabiliteit van de tektonische breuken in het Bekken van de Kempen is echter niet goed gekend. Bovendien kunnen antropogene activiteiten in het Bekken van de Kempen de spanningen in de ondergrond beïnvloeden en mogelijk aardbevingen uitlokken. In deze studie onderzoeken we de natuurlijke en geïnduceerde aardbevingsactiviteit in Vlaanderen om een beter inzicht te krijgen in seismogene processen en de rol van natuurlijke breuken in het Bekken van de Kempen. Op basis van onze bevindingen ontwikkelen we aanbevelingen voor het beheer van risico's verbonden aan geïnduceerde seismiciteit. De studie is onderverdeeld in drie delen. In het eerste deel maken we een inventaris van de aardbevingsactiviteit in Vlaanderen op basis van bestaande gegevens van de nationale aardbevingsdiensten van België (KSB) en de buurlanden. Naast het samenvoegen van verschillende aardbevingscatalogi, werden ongeveer 32 Terabytes aan seismogramgegevens verwerkt om bijkomende aardbevingen van kleine magnitude te detecteren op Vlaams grondgebied. Daarbij werden enkele honderden extra geïnduceerde aardbevingen gedetecteerd, maar geen bijkomende natuurlijke aardbevingen. De momenteel meest volledige catalogi van aardbevingen in Vlaanderen ("Flanders Catalogue") en de omliggende regio's ("Extended Catalogue") werden samengesteld voor deze studie. Door de locatie van de aardbevingen te vergelijken met de gekarteerde tektonische breuken, zien we dat de meeste natuurlijke aardbevingen in het Bekken van de Kempen geassocieerd kunnen worden met bekende breuken. De bronmechanismen die in deze studie werden bepaald, zijn over het algemeen niet voldoende betrouwbaar afgelijnd en laten niet toe om verder te onderzoeken hoe individuele breuken vervormen. Gemiddeld vertonen de breuksegmenten waarop de aardbevingen zich kunnen hebben voorgedaan, relatief hoge niveaus van tektonische spanningen. Dit impliceert dat het bestaande model van breuklijnen kan helpen bij het identificeren van regionale breuken die weinig stabiliteit vertonen. De seismische activiteit ten gevolge van geothermische projecten in het bekken van de Kempen kan echter niet in verband gebracht worden met een gekarteerde breuk uit het regionale breukenmodel. Het model op zich volstaat bijgevolg niet om afdoende seismiciteit te voorspellen. In het tweede deel van deze studie maken we een kritische revisie van de eerdere beoordeling van het seismische gevaar voor het geothermische Balmatt-project, uitgevoerd door INERIS. De processen die aan de basis liggen van de geïnduceerde seismiciteit te Balmatt zijn nog niet volledig begrepen, voornamelijk bij gebrek aan voldoende waarnemingsgegevens. Terwijl de studies van INERIS ervan uitgaan dat aseismische vervormingen een sleutelrol spelen, geven wij de voorkeur aan een meer gangbare verklaring, waarbij de ontwikkeling van de seismiciteit wordt gestuurd door hydraulische overdruk in combinatie met spanningsveranderingen ten gevolge van eerdere aardbevingen. Naar onze mening zijn de voorspellingen van de grondtrillingen en de daarmee samenhangende gevolgen in de INERIS-studie onvoldoende gekalibreerd, wat kan leiden tot onderschatting van de risico's. Dit komt ook tot uiting in het beheersprotocol ("verkeerslichtsysteem") dat INERIS voorstelt voor toekomstige geothermische activiteiten. Wij zijn van mening dat het protocol wellicht niet restrictief genoeg is om met voldoende vertrouwen schade ten gevolge van seismiciteit te voorkomen. In deel III van deze studie doen we aanbevelingen voor het risicobeheer van geïnduceerde seismiciteit bij alle soorten activiteiten in de diepe ondergrond van Vlaanderen. Deze aanbevelingen zijn gebaseerd op internationale expertise, een conceptueel geomechanisch model en bestaande praktijken in buurlanden. Onze aanbevelingen bestrijken een brede waaier van ondergrondtoepassingen, met name geothermie, gasopslag, aquifer-thermische-energie-opslag, steenkoolgaswinning, mijnbouw, en opslag van koolstofdioxide.