Klokken er fem om morgenen, 18. april 1906. Et voldsomt jordskjelv, 8.3 på Richters skala rammer San Francisco. Minst 700 dør.

Det har nå gått 100 år siden skjelvet, og amerikanerne venter spent på neste store skjelv. Men når kommer det? I år? Eller om 100 år? Forskere ved NORSAR skal hjelpe amerikanerne med å forstå jordskjelvene.

Til dette skal de bruke kunnskap fra målinger av små jordskjelv på Ekofisk-feltet.

Boret gjennom jordskjelvsonen

San Andreas forkastningen er revnen i jordskorpen som praktisk talt skiller det amerikanske kontinent. Den tektoniske Stillehavsplaten og den Nordamerikanske platen braker sammen akkurat her og glir sidelengs oppover langs hverandre.

I dette gigantmøte skapes de enorme jordskjelvene som har rystet California.

Amerikanerne vil for alt i verden unngå et nytt jordskjelvsjokk. Ett av tiltakene er mer forskning. De har derfor boret et hull, 4 km dypt, gjennom forkastningen, og geofoner er plassert nede i borhullene.

Geofonene skal være forskernes “ører” nede i forkastningen, og gi dem verdifull informasjon om skjelvene. Og her kommer de norske forskerne inn. De skal være med å skaffe informasjon om de aller minste skjelvene langs forkastningen, såkalte mikroskjelv.

Leter etter små skjelv

- Vi håper å finne ut hvordan store jordskjelv utvikler seg. Starter de som små jordskjelv som vokser. Eller er de små jordskjelvene fundamentalt forskjellig fra de store jordskjelvene, sier Volker Oye, forsker ved NORSAR på Kjeller.

- Dette er et tema som er veldig diskutert i fagmiljøene. Vi vil kanskje også være med på å se om det er noe stressoppbygging som kan utløse større jordskjelv. Dette kan være nyttig for eventuell varsling av jordskjelv.

Det er likevel langt frem til å varsle et jordskjelv ifølge Oye.

- Vi kan derimot bli flinkere til å finne ut hvor sannsynligheten er høyest for å få et jordskjelv.

NORSAR-forskeren var sist i California for ett år siden, ikke langt fra det lille tettstedet Parkfield der borehullene er plassert. Prosjektet som er kalt San Andreas Fault Observatory at Depth (SAFOD) er et samarbeid mellom US Geological Survey og staten California.

- Vi klarte å identifisere veldig små jordskjelv eller bevegelser langs forkastningen. Vår programvare har også hjulpet med å lokalisere de små skjelvene nede i jordskorpen, sier Oye.

Havbunnen synker

Kunnskapen som NORSAR-forskerne bruker i SAFOD-prosjektet er hentet fra Ekofisk-feltet i Nordsjøen. Havbunnen ved Ekofisk-platformen har sunket seks meter siden tidlig på 1970-tallet.

Når olje pumpes opp, synker havbunnen. Produksjonen av oljen skaper derfor små jordskjelv og oppsprekning nede i reservoaret. Norsarforskerne ville vite mer om disse skjelvene, og utviklet en metode støttet av PETROMAKS-programmet i Norges forskningsråd.

- Sprekkene kan endre hvordan oljen beveger seg nede i reservoaret, noe som er viktig for å få opp mest mulig av oljen. Det er også et sikkerhetshensyn: Målingene får de fra små geofoner i brønnene på oljefeltet slik at forskerne kan lytte til hva som skjer nede i reservoaret.

Lytter seg til kunnskap

Små rystelser i undergrunnen forplanter seg som lydbølger i undergrunnen og fanges opp av geofonene. Lydbølgene blir dermed tolket og analysert av NORSAR-forskerne, og dette arbeidet er i seg selv en helt egen vitenskap.

-I Nordsjøen har vi gjort vår lærdom på målinger i brønner, og hvordan lokalisere rystelser nede i reservoaret. Dette har vært nyttig kunnskap som vi har overført til SAFOD-prosjektet, sier Michael Roth, forsker på NORSAR.

De målte jordskjelvene på Ekofiskfeltet er hovedsakelig fra minus to til to på Richters skala. Minus på jordskjelvskalaen hører man sjelden om, men slike skjelv skjer hele tiden uten at de merkes.

Fremtidens oljebrønner

Nå vil Norsarforskerne komme videre med forskningen sin. Fremtidens oljefelt vil bestå av installasjoner med permanente seismiske sensorer.

Disse kan brukes til å måle seismiske data fra kanoner og vibratorer, men de kan også måle de naturskapte og uforutsigbare skjelvene i grunnen.

- Vi har ingen kontroll over disse kildene i forhold til andre lydkilder. Dette er krevende, men det inneholder også mer informasjon som kan gi verdifull informasjon om reservoaret. Dette kan gi viktige bidrag til reservoarstyring, brønnplanlegging og produksjonsoptimalisering, og minke risikoen for ulykker, sier Roth.

I det nye prosjektet skal de utvikle nye prosesseringsstrategier for passive seismiske data, bedre lokalisering og analyse av kilde, samt utvikle tolkningsmetoder for passive seismiske data som kan gi informasjon om undergrunnens sammensetning.

Rasfare

Michael Roth legger møysommelig ut sine geofoner nedover fjellsiden på Åkneset. Storfjorden ligger blank flere hundre meter under ham. Norsar-forskerne bruker også teknologien på rasutsatte vestlandsfjell som ved Åkneset.

Åkeneset er et av områdene som har fått mye oppmerksomhet i media den siste tiden. Enkelte forskere frykter at en masse tilsvarende 200 Postigrobygg (40 millioner m3) skal deise ned i fjorden.

Raset kan få en flodbølge på 6 meter til å reise seg, og den kan skylle innover tettstedene Hellesylt og Stranda.

- Sensorene skal gi oss kunnskap om hvordan fjellsiden glir. Geofonene er veldig sensitive, de registrerer regn, turgåere og steinsprang, sier Roth.

NORSAR-forskernes allsidige bruk av oljekunnskapen er midt i blinken for PETROMAKS som støtter petroleumsforskning.

- Det er positivt at oljekunnskap skaper synergier, sier Erik Skaug, programkoordinator i programmet som er en del av Norges Forskningsråd store satsninger.

Kort om prosjektet:

Prosjektet “Active Use of Passive Seismic” skal utføres av NORSAR og NGI. Støttet av PETROMAKS og oljeselskapene Total, Norsk Hydro, Statoil og BP. Prosjektet ble tildelt midler i juni 2006.