Les chercheurs ont décrit le processus des isotopes radioactifs entrant dans l'eau qui accompagne l'extraction du pétrole et du gaz de schiste. Les conclusions des scientifiques sont décrites dans deux articles scientifiques publiés dans la revue Chemical Geology par un groupe dirigé par Joshua Landis du Dartmouth College aux États-Unis.
Rappelons que la production d'hydrocarbures de schiste s'est rapidement développée ces dernières années. Grâce à cette technologie, les États-Unis sont déjà devenus un exportateur net de gaz naturel et prévoient d'atteindre le même statut en matière de pétrole dans les années à venir. Ceci malgré le fait que l'État avec le premier PIB du monde et la troisième plus grande population du monde consomme beaucoup de combustibles fossiles.
En termes généraux, le processus ressemble à ceci. Un mélange d'eau, de sable et de réactifs chimiques est pompé dans le puits avec de puissantes pompes. Lorsque la pression du fluide devient trop élevée, la formation géologique se brise et s'effondre. Au sens figuré, le carburant suinte de la roche déformée comme l'eau d'un gant de toilette compressé.
Cependant, cette technologie pose une menace environnementale. Les réactifs usagés finissent partiellement dans l'eau potable et peuvent causer des problèmes de santé. De plus, l'eau «usée» est enrichie en élément radioactif radium.
D'où est ce que ça vient? C'est ce que les chercheurs ont découvert dans les premiers travaux. Ils ont placé des échantillons de schiste dans de l'eau enrichie en sels de calcium. Expliquons que le liquide pompé dans le sol, traversant de nombreuses fissures, absorbe inévitablement ces substances.
Comme les chercheurs l'ont découvert, une telle solution extrait également le radium du schiste environnant. En même temps, il existe deux sources de l'élément dangereux, et elles ont un rapport différent des concentrations de radium-226 et de radium-228. Le premier isotope est relativement stable, avec une demi-vie supérieure à mille ans. Le second est très actif: pour lui, la même période est inférieure à six ans. Lorsque le radium se désintègre, un rayonnement est émis et un autre élément radioactif, le radon, est libéré.
La première source du métal dangereux était la partie minérale inorganique du schiste. Il contient un atome de radium 228 pour seulement 250 atomes de radium 226. Il s'agit d'une concentration assez élevée pour le premier isotope. La deuxième source est la partie organique de la race. Dans ce document, le rapport du radium-228 au radium-226 est de 1 sur 10 000.
Des expériences ont montré qu'en quelques heures à peine plus de 14% de l'élément radioactif contenu dans le schiste passe en solution. A titre de comparaison: l'eau pure (non enrichie en sels de calcium) ne lessive que moins de 0,5%.
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Le deuxième article décrit un modèle de ce transfert pour différentes concentrations de sels en solution et différentes quantités d'eau baignant le schiste. Ici, les auteurs ont utilisé l'expérience, la modélisation mathématique et des mesures directes de la quantité de radium dans les eaux souterraines sur le site de production d'hydrocarbures de schiste.
Avant ces études, les experts ne savaient pas si le schiste lui-même était la source du métal radioactif. Il y avait une hypothèse que la matière se trouve dans les accumulations naturelles de radium dans les eaux souterraines, que l'on trouve parfois.
Anatoly Glyantsev
