SciLogs International .com.be.es.de

Recentste blogposts RSS

Goede Vrijdag

27. Maart 2014, 12:00

Vraag aan elke aardbevingswetenschapper naar de dag waarop in 1964 Goede Vrijdag viel, hij/zij zal u weten te vertellen: 27 maart 1964, vandaag exact 50 jaar geleden. En dat heeft één goede reden: de Great Alaska Earthquake and Tsunami, beter gekend als de Good Friday Earthquak and Tsunami, de op één na zwaarste 'monsteraardbeving' ooit opgemeten. Een halve eeuw later, lijkt het er wel op dat deze aardbeving de aardbeving "in the right place at the right time" was. 

 

Afglijdingen, ten gevolge van liquefactie dat resulteerde door het lange trillen, veroorzaakte heel veel schade, zoals hier in de Goverment Hill Elementary School te Anchorage.

 

Op 27 maart 1964 in de late namiddag - op Goede Vrijdag dus - brak de hel los voor de kust van Alaska. Diep onder de Prince William Sound - zo'n 120 ten zuidoosten van Anchorage - scheurde de plaatgrensbreuk tussen de Pacifische en Noord-Amerikaanse plaat open. De komende 5 minuten scheurde deze plaatgrensbreuk verder open over een afstand van meer dan 800 km tot voor de kust van Kodiak Island (zie figuur). Het resultaat was een aardbeving met een momentmagnitude van M9.2, alsof terzelfder tijd ongeveer 2000 M7-aardbevingen afgingen. Bedenkt dat één M7-aardbeving in 2010 de Haïtiaanse hoofdstad Port-au-Prince met de grond gelijk maakte (zie 'Als de 'kwajongens' toeslaan').

Een uitermate mix van geologische omstandigheden leidde tot een chaotische nachtmerrie voor de inwoners van het getroffen kustgebied. Grote delen van het gebied zakten weg (centraal tot meer dan 3 m) en werden overspoeld door het zoute zeewater. Andere delen van het gebeid werden opgeheven (centraal tot meer dan 10 m) en kwamen bloot te liggen. Dit was het resultaat van de coseismische relaxatie van de bovenliggende tektonische plaat (zie figuur). Waterverzadigde (Kwartaire) sedimenten in de kustvlaktes werden door het lange trillen (5 minuten) vloeibaar (liquefactie), wat het grootste deel van de schade veroorzaakte (zie foto bovenaan uit Anchorage). Maar die liquefactie resulteerde ook in heel wat afglijdingen en hellingsinstabiliteiten, zowel aan land als onder water. Deze onderzeese afglijdingen gaven aanleiding tot zeer lokale, maar uiterst desastreuze, tsunami's (tot golfhoogtes van 67 m), die het ganse kustgebied teisterden nog tijdens het beven zelf ... minuten voor de 'tektonische' tsunami - veroorzaakt door de aardbeving zelf - toesloeg.

In totaal vielen er 'maar' 131 slachtoffers te betreuren, 115 in Alaska zelf en 16 langs de kusten van Oregon en Californië. Slechts 9 slachtoffers vielen door de aardbeving zelf; al de anderen waren het gevolg van de tsunami's. Het feit dat de aardbeving gebeurde in de vroege avond van Goede Vrijdag buiten het visseizoen in het dunbevolkte Alaska heeft natuurlijk een belangrijke rol gespeeld in het lage slachtofferaantal. De totale schade wordt geraamd om 3,75 miljard USD (herrekend in 2013 USD).

Op deze kaart van het zuidelijke kustgebied van Alaska is het epicentrum van de M9.2 Great Alaska-aardbeving ter hoogte van Prince William Sound aangegeven door een rode ster. Ter hoogte van de Aleoetentrog duikt de Pacifische plaat door subductie naar het noorden weg onder de Noord-Amerikaanse plaat. Het gebied omlijnd in het rood geeft het gebied dat tijdens de aardbeving is opgeheven (tot meer dan 10 m); dit gebied komt grotendeels overeen met het grootte van het verschoven deel op de plaatgrensbreuk. Het gebied omlijnd in het blauw geeft het gebied dat tijdens de aardbeving is weggezakt (tot meer dan 3 m). 

Op deze figuur (Atwater et al. 2005) wordt geïllustreerd wat er gebeurt in de bovenliggende plaat ter hoogte van een subductiezone. Zolang de plaatrandbreuk vastzit, wordt de convergentie (ongeveer 5 à 6 cm/jaar ter hoogte van de Aleoetentrog) opgenomen door de vervorming van de bovenliggende plaat; dit leidt tot een 'zwelling', dus opheffing. Tijdens de aardbeving 'ontspant' de bovenliggende plaat door het doorschuiven langs de plaatrandbreuk; dit leidt enerzijds tot een verzakking van het 'gezwollen' gebied en een omhoogstuwen van het gebied boven het doorgeschoven deel van de plaatrandbreuk (in rood aangeduid).

 

"in the right place at the right time"

De M9.2 Alaska-aardbeving gebeurde amper 4 jaar na de M9.5 Chili 1960 (22 mei) aardbeving, tot op heden de zwaarste opgemeten aardbeving. En toch is de impact van de Alaska-aardbeving op de aardbevingswetenschappen en de maatschappelijke bewustwording van het aardbevings- en tsunamigevaar heel wat groter. De Alaska-aardbeving lijkt 50 jaar later inderdaad de aardbeving "in the right place" - de Verenigde Staten - "at the right time". Bedenk dat de jaren '60 de jaren zijn waarin zich een kleine revolutie afspeelde binnen de Aardwetenschappen. Deze wetenschappelijke revolutie mondde uit op het einde van dat decennium in een paradigmaverschuiving: de theorie van de platentektoniek.

In 1962 publiceerde de Amerikaanse geoloog Harry Hammond Hess zijn befaamd "essay in geopoetry", waarin hij het concept van asthenosferische convectie en zeevloerspreiding suggereerde. In 1963 publiceerde Fred Vine en Drummond Matthews hun 'game changing' artikel in Nature over de "magnetic anomalies over oceanic ridges", het ultieme wetenschappelijke bewijs voor zeevloerspreiding. Maar in 1964 was het concept 'subductie' nog verre van begrepen. Het 'hoe en waarom' van de Alaska-aardbeving stootte dan ook op heel wat controverse. Was een uiterst zwakhellende overschuivingsbreuk, zoals gesuggereerd uit de analyse van de aardbevingsgolven, echt mogelijk? Uiteindelijk zette de studie van al de landschappelijke fenomen, veroorzaakt door de Alaska-aardbeving, het concept van subductie, als recyclagemechanisme in het plaattektonische concept, definitief op de rails. Pas in 1969 werd de term subductie gelanceerd door Dietrich Roeder. 

 

Champions League

Op 26 december 2004 werd de wereld uit zijn 'aardbevingslaap' geschud door de M9.1 Sumatra 2004 aardbeving en tsunami. Het was inderdaad van 1964 geleden dat de Aarde nog eens haar ware kracht had laten zien. In 11 maart 2011 volgde dan de M9.0 Tohoku-aardbeving en tsunami in het 'land van de aardbevingen', Japan (zie ook '3-11').

De 'monsteraardbevingen' met een magnitude groter dan 9 vormen echt de Champions League van de aardbevingen. Al de andere aardbevingen verzinken in het niets vergeleken met de kracht van deze 'megathrust' aardbevingen. Sinds het instrumentele tijdperk hebben er zich vijf dergelijke monsteraardbevingen, telkens vergezeld met een oceaanwijde tsunami, voorgedaan. De Big Five zijn: de M9.0 Kamchatka 1952 (4 november) aarbeving; de M9.5 Chili 1960 (22 mei) aardbeving; de M9.2 Alaska 1964 (27 maart) aardbeving; de M9.1 Sumatra 2004 aardbeving; en de M9.0 Tohoku (11 maart) aardbeving.

Dat deze Big Five aardbevingen 'buiten categorie' zijn, blijkt ook uit de hoeveelheid seismische energie die ze hebben vrijgegeven. De Big Five zijn verantwoordelijk voor meer dan 50% van alle seismische energie die door aardbevingen in de laatste eeuw is vrijgegeven (zie figuur) (zie ook '3-11').

Maar er is ook iets uitermate enigmatisch wanneer we kijken naar de verdeling in de tijd van de uiterst zware aardbevingen, waaronder de Big Five. Plots zien we twee clusters verschijnen (Thenhaus et al. 2011) (zie figuur). Deze ene cluster rond 1960, met Kamchatka 1952, Chili 1960 en Alaska 1964; een tweede cluster met Indonesië 2004 en Japan 2011.

Deze enigmatische clustering roept vele vragen op: zijn we rond met de huidige cluster van 'monsteraardbevingen'? Missen we nog de tegenhanger van de M9.5 Chili 1960 aardbeving in de huidige cluster? ... al blijft de vraag natuurlijk ook of deze clustering 'echt' is of eerder een statistisch artefact?

En als er ons nog een 'monsteraardbeving' te wachten staat in de huidige cluster, waar kan deze dan toeslaan? Een aantal kandidaten komen dan in het vizier (AON BENFIELD UCL 2010): de Antilliaanse subductiezone in de Caraïben (de enige in de Atlantische Oceaan); de Indonesische subductiezone ter hoogte van Sumatra (Indische Oceaan); het noordelijke segment van de Chili-Peru subductiezone (zuidelijke Stille Oceaan); de Nankaisubductiezone langs de zuidkust van Japan (noordelijke Stille Oceaan); en 'last but not least' de Cascadiasubductiezone voor de Noord-Amerikaanse kust van de Stille Oceaan.

Zowel Sumatra 2004 als Tohoku 2011 tonen duidelijk aan dat deze 'monsteraardbevingen' - en bijhorende tsunami - meer dan ooit een impact hebben die het lokale overstijgt. En dat zal zeker niet anders zijn wanneer de volgende in de reeks toeslaat, vooral in het geval van een 'monsteraardbeving' in de Nankai- of Cascadiasubductiezone. De klok is aan het tikken. Het enige wat ons rest, is ons voorbereiden op het onvermijdelijke ... zoals de Tsunami Preparedness Week, georganiseerd naar aanleiding van de vijftigste verjaardag van de Good Friday Alaska Earthquake and Tsunami.

 

 

 



Geschreven in Aardbevingen | 0 Reacties | Vaste link | Afdrukken


"Diamonds are a geologist's best friend"

16. Maart 2014, 12:00

Diep in het binnenland van Brazilië vinden artisanale mineraaljagers een onooglijk en vuil 'bruin' diamantkorreltje tussen het grind van een ondiepe rivier. Nooit hadden zij kunnen inschatten dat 6 jaar later dit diamantje het wereldnieuws zou halen, en onderwerp zou zijn van een publicatie in Nature. Een ongelooflijk toeval ... maar dat is nu net hoe de wetenschap 'echt' werkt! Serendipity!

Alles draait rond deze vuile, geblutste diamantkorrel met een diameter van amper 5 millimeter en een gewicht van 0,09 gram, gevonden in de omgeving van Juina in Mato Grosso, West Brazilië.

 

Waterwereld?

Arthur C. Clarke, de beroemde sciencefictionschrijver, zegde het al "How inappropriate to call this planet Earth, when it is clearly Ocean". Inderdaad, ongeveer 70% van het aardoppervlak wordt ingenomen door de oceanen. Maar is onze planeet echt een waterwereld? Schijn bedriegt een beetje! De oceanen vormen uiteindelijk maar een uiterst dun - gemiddeld amper 4 km (amper 0,06% van aardstraal) - laagje water bovenop de aardkorst. Verzamelen we alle water van de oceanen - toch 96% van alle water aan het aardoppervlak - in een bol, dan heeft deze bol een straal van ongeveer 690 km (zie figuur). De Jupitermaan Europa heeft een ondergrondse oceaan (met een dikte van ~100km) die tweemaal zoveel vloeibaar water bevat dan de Aardse oceanen; voor de Saturnusmaan Titan is dat zelfs het tienvoudige.

Al is de Aarde dan niet echt een waterwereld - en mogen we ze gerust nog 'Aarde' noemen, water speelt wel een cruciale rol in de Aardse processen. En dit is niet alleen voor het leven op Aarde. Ook de geodynamische processen verbonden aan platentektoniek hebben baat bij de aanwezigheid van water. Zo zorgt water mee als 'glijmiddel' voor plaatbewegingen (zie ook 'glijmiddel'). Maar veel van dat water zouden we niet herkennen, want eigenlijk is het geen water meer. Dit onherkenbare 'water' is immers ingebouwd in het kristalrooster van mineralen onder de vorm van hydroxylgroepen (OH). En dit heeft heel wat gevolgen voor deze 'gehydrateerde' mineralen. Ze smelten niet alleen bij lagere temperaturen, waardoor er een magma kan ontstaan, ze worden ook zwakker en gemakkelijker onderhevig aan plastisch vloeigedrag, waardoor ze plaattektonische bewegingen mogelijk maken.

 

Overgangszone in de aardmantel

We kennen vrij goed de globale, gelaagde opbouw van de Aarde. Maar deze 'reis naar het centrum van de Aarde' gebeurt via een omweg, namelijk aan de hand van aardbevingsgolven, die zich door de Aarde voortplanten. De interne structuur van onze planeet herkennen we dus aan de hand van een aantal seismische discontinuïteiten (zie figuur). Naast de belangrijkste discontinuïteiten - de korst-mantelgrens, beter gekend als de Moho, en de kern-mantelgrens - zijn er ook eerder subtiele discontinuïteiten. Zo vinden we middenin de mantel twee discontinuïteiten, waarbij plots de snelheid van de aardbevingsgolven toenemen, de eerste op 410 km diepte, de tweede op 670 km diepte. Deze twee discontinuïteiten begrenzen de overganszone tussen de boven- en ondermantel. Op zo'n 500 à 550 km diepte zit nog een subtielere seismische snelheidsprong, middenin deze overgangszone.

Op deze figuur is de seismische structuur van de Aarde weergegeven: snelheidsverdeling van compressiegolven (P-golven) en schuifgolven (S-golven); aanduiding van de belangrijkste discontinuïteiten (LVZ: lage-snelheidzone) en de gelaagde opbouw van de Aarde (Sintubin 2011).

 

Maar wat veroorzaakt nu deze plotse maar subtiele snelheidstoename van de aardbevingsgolven? Alles wijst op een plotse verdichting van het mantelmateriaal onder invloed van de toenemende lithostatische druk. We nemen aan dat de aardmantel opgebouwd is uit het mineraal olivijn, een magnesium-ijzersilicaat. Op basis van hoge-drukexperimenten op olivijnkristallen blijkt nu dat olivijn een aantal hoge-drukpolymorfen heeft, gekenmerkt door telkens een densere kristalstructuur. Bij toenemende druk ondergaat olivijn een eerste (exotherme) faseovergang naar wadsleyiet. Bij de volgende (exotherme) faseovergang transformeert wadsleyiet in ringwoodiet, met een typische spinelstructuur. Bovendien blijkt dat deze 'synthetische' wadsleyiet- en ringwoodietkristallen een groot vermogen (tot 2 gewichtsprocent) hebben om 'water' in hun kristalrooster op te nemen. Bij nog hogere drukken zet ringwoodiet uiteindelijk om in perovskiet. Nu blijkt op basis van de bekomen drukken, nodig voor deze verschillende faseovergangen, dat de subtiele seismische discontinuïteiten in de overgangszone mogelijk overeenkomen met deze faseovergangen van olivijn. Op 410 km zou olivijn omzetten naar wadsleyiet; op 500 à 550 km wadsleyiet naar ringwoodiet; en op 670 km ringwoodiet naar perovskiet.

Inderdaad 'zou' ... het is en blijft een wetenschappelijke hypothese, want we beschikken niet over rechtstreekse waarnemingen van wat er echt gaande is diep in de mantel. Bovendien 'bemonsteren' plaattektonische processen nooit zo diep zodat we aan het aardoppervlak gesteenten zouden kunnen terugvinden die afkomstig zijn van die diepte. Maar wat heeft dit nu allemaal te maken met dat vuile diamantkorreltje van amper 0,09 gram?

 

Capsule

Eigenlijk gaat niet om de diamantkorrel zelf, maar om een nog kleiner insluitsel met een diameter van amper 0,04 mm! Spectroscopische analysen tonen immers aan dat dit insluitsel ringwoodiet is. Voor het eerst is dan ook het natuurlijk voorkomen op Aarde van deze hoge-drukpolymorf van olivijn wetenschappelijk aangetoond. Bovendien blijkt het ringwoodietinsluitsel ongeveer 1 gewichtsprocent 'water' te bevatten, zoals reeds geobserveerd bij de 'synthetische' ringwoodiet. 

Onder atmosferische drukomstandigheden zou ringwoodiet niet 'overleven' en gewoon terug omzetten in olivijn. Het ringwoodietinsluitsel zit echter volledig ingesloten in de diamantkorrel en is dus zo afgesloten van de omgeving. De diamant vormt als het ware een 'capsule' die het ringwoodietinsluitsel op zijn reis naar het aardoppervlak heeft beschermd van enige faseovergang naar olivijn. Bedenk dat ook diamant een hoge-drukpolymorf is van grafiet, een van de allotrope vormen van het chemische element Koolstof.

Om deze hoge-drukpolymorfen, die enkel op grote diepte kunnen kristalliseren, 'heelhuids' aan het aardoppervlakte te krijgen moet het transport uiterst snel gebeuren. Daarvoor zijn plaattektonische processen veel te traag. Diamant komt vaak voor in kimberliet, een ultramafisch stollingsgesteenten dat het resultaat is van een uitermate explosief vulkanisme waarbij magmabronnen diep in de mantel worden geledigd. Een dergelijke kimberlieteruptie moet dus ook de diamanten 'capsule' van het ringwoodietkristal met hoge snelheid van op een diepte van meer dan 500 km in enkele dagen tot aan het aardoppervlak gebracht hebben.

 

Ondergrondse 'oceaan'

Een eerste opmerkelijke conclusie van dit onderzoek is dat het explosieve kimberlietvulkanisme mogelijk ook zeer diepe mantelbronnen aantapt, dus niet alleen mantelbronnen onder de lithosfeer - op dieptes van 100 à 200 km - maar ook mantelbronnen in de overgangszone tussen boven- en ondermantel - op dieptes van meer dan 410 km (zie ook 'On the Hot Spot (II) - een geodynamische controverse'). En dat heeft mogelijk veel te maken met het bijzondere vermogen van wadsleyiet en ringwoodiet om 'water' op te nemen. In de overgangszone bevinden zich mogelijk heel wat 'natte zones' - 'wet spots' - die potentiële haarden zijn voor het kimberlietmagma.

Maar in de veronderstelling dat de gehele overgangszone van de aardmantel 'nat' is - en dus dat het ringwoodietinsluitsel met 1 gewichtsprocent 'water' representatief is voor de hele overgangzone - betekent dit dat er ongeveer evenveel 'water' aanwezig is in de overganszone dan al het oceaanwater aan het aardoppervlak. Maar vergis u niet! Dit is geen 'watervoerende laag' of 'ondergrondse oceaan' à la Jules Verne. Dit is 'versteend' water, ingebouwd in het kristalrooster.

De hoge-drukexperimenten suggereerden reeds dat de twee hoge-drukpolymorfen - wadsleyiet en ringwoodiet - een groot potentieel hebben 'water' in hun kristalrooster op te nemen, dit in tegenstelling tot olivijn en perovskiet. Nu ook aangetoond is dat natuurlijk ringwoodiet inderdaad 'water' bevat, lijkt het erop dat een 'natte', ongeveer 260 km dikke, overgangszone gesandwicht zit tussen een 'droge' boven- en ondermantel. Onze kijk op de manteldynamica zal hierdoor zeker beïnvloed worden ...

De volgende vraag die we ons dan moeten stellen, is natuurlijk "vanwaar komt dit water?". Is dit 'oerwater' dat opgeslagen zit diep in de mantel sinds het ontstaan van de Aarde? Of is dit oppervlakkig oceaanwater dat door subductie van lithosferische platen tot diep in de mantel wordt gebracht (zie ook "Is there an ocean beneath our feet?", University News, University of Liverpool, U.K., 27.01.2014) (zie figuur)? 

 

Op deze schematische weergave van een subductiezone (Garth & Rietbrock 2014) is te zien dat veel van het water in oceaansedimenten dat door subductie de mantel wordt ingesleurd, vrijgegeven wordt tot op een diepte tot 150 km (witte ballonnetjes). Dit vrijgegeven water is de bron van het eilandboogvulkanisme ('volcanic front' op figuur). Maar een deel van het gebonden water wordt tot diep in de mantel meegesleurd (witte pijl). De zwarte punten geven de aardbevingshaarden weer verbonden met het subductieproces (zie ook 'glijmiddel').

 

Maar om op deze vraag een antwoord te krijgen, kunnen de onderzoekers enkel een beroep doen op 'destructieve' analysetechnieken. Dit betekent dat ze de diamanten 'capsule' moeten openbreken, met het gevaar dat het ringwoodietinsluitsel transformeert in een 'ordinair' olivijnkristal. En dat dus dit unieke stukje diepe mantel verloren gaat. Een waar dilemma voor de betrokken onderzoekers ...

À propos, wist je dat de onderzoekers eigenlijk enkel op zoek waren naar insluitsels in de diamant om uiteindelijk een ouderdomsbepaling te kunnen doen van de diamant ... 'Echte' wetenschap is en blijft onvoorspelbaar, niet? Serendipity!

 

 

 



Geschreven in Vulkanen , Onderzoek | 0 Reacties | Vaste link | Afdrukken


Lasten en lusten

23. Januari 2014, 18:00

Aan beide zijden van de Noordzee is er recent een zeer gelijkaardige beweging in het politiek-economisch denken te bemerken met betrekking tot de energiewinning, in het Verenigd Koninkrijk in het dossier van de op-stapel-staande schaliegaswinning, in Nederland in het dossier van de Groningse gaswinning. Dit kan geen toeval zijn.

Zowel rond schaliegas in het Verenigd Koninkrijk - en dan meer in het bijzonder rond het proces van 'fracking' - als rond de gaswinning in Groningen - of eerder rond de aardbevingen geïnduceerd door de gaswinning - zijn lokale gemeenschappen recent immers ontzettend 'gevoelig' geworden, tot zelfs gaandeweg 'vijandig'. Deze gevoeligheid - of is het eerder overgevoeligheid - wordt bovendien nog extra versterkt door milieuactivisten, die het protest aanvuren omdat het nu eenmaal past in hun eigen politieke agenda (zie ook 'Links en anti-wetenschap'). En doordat vooral deze milieuactivisten gretig een forum vinden in de media, zetten zijn een onuitwisbare stempel op het hele maatschappelijke debat. Onder druk van dit groeiende burgerprotest gaan vervolgens de lokale gesturen overstag, en verklaren zijn bijvoorbeeld hun gemeente schaliegasvrij (zie bv. kaart van Schaliegasvrij Nederland). En de nationale overheden en betrokken, alsook mogelijk geïnteresseerde, winningsbedrijven proberen tegen die steeds sterker wordende stroom van protest in te gaan, proberen tevergeefs hun, vooral economische, agenda door te drukken, maar voelen zich steeds meer en meer in het nauw gedreven. Uiteindelijke resultaat is een complete patstelling, waarbij beide partijen zich hebben ingegegraven in hun eigen 'grote gelijk' (zie ook 'Uit de loopgraven'). En beide partijen spelen niet langer op de bal, maar op de man. Overheden proberen de milieuactivisten zwart te maken ('Some green extremists 'clos to Trotskyites,' says Lord Deben', The Guardian, 20 januari 2014; zie ook 'Are you opposed to fracking? Then you might just be a terrorist', Nafeez Ahmed, The Guardian, 21 januari 2014). En de milieuactivisten verwijten overheid en bedrijven aan 'cherry-picking' te doen als het om cijfers gaat, om zo een zeer rooskleurig toekomstbeeld voor te spiegelen ('Shale gas is not the silver bullet to all our energy problems', The Telegraph, 20 januari 2014)). Toch een beetje de pot die de ketel verwijt dat hij zwart ziet, niet?

Maar uiteindelijk groeit er bij de nationale overheden en de bedrijven het besef dat ze de lokale gemeenschappen niet langer alleen kunnen opzadelen met de lasten, maar dat het tijd wordt ook de lusten met hen te delen. Overheden en bedrijven lijken bereid zich neer te leggen bij strengere regulering- en monitoringvoorwaarden, alsook met financiële compensaties over de brug te komen. Deze trendbreuk mag als overwinning op het conto geschreven worden van de milieuactivisten. Al zien zij deze financiële compensaties eerder als een poging tot omkopen (bv. 'Fracking in the UK: 'We're going all out for shale,' admits Cameron', The Guardian, 13 januari 2014). Deze aanpak wordt door anderen dan weer geprezen als een voorbeeld van het 'proactive principle', een derde weg tussen de neoliberale ontkenningstrategie - 'Don't worry' - en het extreme voorzorgsprincipe dat elke onzekerheid wenst uit te sluiten - "Build Absolutely Nothing Anywhere Near Anyone" ('Proaction and the politics of fracking', The Guardian, 28 januari 2014).

In het Verenigd Koninkrijk heeft de regering aangekondigd dat de lokale besturen die meestappen in het schaliegasavontuur, rijkelijk gecompenseerd zullen worden door taksvoordelen, die gemakkelijk tot £ 1,7 miljoen per jaar kunnen oplopen. Bedrijven voorzien £ 100.000 per proefboring en dienen 1% van de inkomsten uit de schaliegaswinning over te dragen aan de lokale besturen ('Local councils to receive millions in business rates from shale gas developments', GOV.UK, 13 januari 2014). In tijden dat lokale besturen krap bij kas zitten, toch een niet te versmaden aanbod.

 

Ook in Nederland kiest de regering - al lijkt het schoorvoetend - voor deze weg van de redelijkheid. De getergde bevolking van het 'aardbevingsgebied' boven het Groningse gasveld gaan niet langer enkel de lasten - de aardbevingen - moeten dragen (zie ook 'Paniek in Groningen'). De komende 5 jaar wordt er 1,2 miljard euro compensatie toegekend om het vertrouwen van de Groningers te herwinnen en terug een draagvlak te creëren voor een voortgezette gaswinning ('Gaswinning risicogebied wordt teruggeschroefd - 1,2 miljard naar Groningen', nrc.nl, 17 januari 2014). Er zal niet enkel geïnvesteerd worden in een duurzame, toekomstgerichte economie, maar ook in het aardbevingsbestendig maken van de ongeveer 70.000 woonhuizen in het gebied. Alleen dat de vraag natuurlijk kan gesteld worden of dit de angst voor aardbevingen bij de Groningers voorgoed zal wegnemen. Ook heeft de Nederlandse regering de moeilijke beslissing genomen om de productie van het gasveld terug te schroeven om zo het aardbevingsrisico lichtjes te temperen. Of zo lijkt het toch. In de kern van het aardbevingsgebied rond Loppersum wordt de productie met 80% teruggeschroefd, van ongeveer 15 miljard m³ tot ongeveer 3 miljard m³. De totale productie voor 2014 wordt afgetopt op 42,5 miljard m³. Dit is ongeveer 12 miljard m³ minder dan de productie in het piekjaar 2013 ('NAM haalt dit jaar recordhoeveelheid gas uit Groningse bodem', nrc.nl, 24 december 2013), net het volume dat in het kerngebied in mindering wordt gebracht. Of deze lokale reductie in het kerngebied echt enig effect zal hebben op de aardbevingsactiviteit in Groningen, zal enkel de toekomst uitwijzen. Deze schuchtere stap die de Nederlandse overheid nu zet, staat in schril contrast met het advies dat het Staatstoezicht op de Mijnen begin 2013  overmaakte, met name een drastische reductie over heel het aardgasveld (zie ook 'Paniek in Groningen').

 

De les uit het schaliegasverhaal in het Verenigd Koninkrijk en het Groningse aardgasverhaal is overduidelijk. De tijden zijn voorbij dat lokale gemeenschappen enkel opgezadeld kunnen worden met de lasten. Algemene, vooral economische belangen zullen voortaan, meer dan ooit, rekening moeten houden met lokale bekommernissen. Vooral in het dichtbevolkte, milieubewuste Europa lijkt dit de enige optie op in de toekomst nog enig risicovolle industriële activiteit mogelijk te maken. Want het verhaal van de gedeelde 'lasten en lusten' geldt niet enkel voor de 'milieu-onvriendelijke' schaliegas- of aardgaswinningen, maar ook voor 'milieuvriendelijke' geothermie of zelfs windmolenparken.

Laat dit ook een les voor Vlaanderen, waar het nog niet zo ver gekomen is dat we in de impasse zitten zoals ze nu kennen in beide buurlanden, enkele oprispingen van Europese en lokale mandatarissen, die een eerder populistisch discours voeren over 'schaliegasvrij Vlaanderen' (bv. 'Maak van Vlaanderen een schaliegasvrije regio', Kathleen Van Brempt, 5 oktober 2013; 'Geen schaliegas in Limburg!', Ludwig Vandenhove, 10 januari 2014), niet te na gesproken. Ook op Facebook is ondertussen een schuchtere poging om Vlamingen warm te krijgen voor een 'schaliegasvrij België' ...

Nu is er in Vlaanderen dus nog een 'gelegenheidsvenster' - dat zich echter snel aan het sluiten is - om de dialoog aan te gaan tussen overheden, bedrijven en lokale gemeenschappen om een maatschappelijk draagvlak te vinden voor mogelijk te overwegen ondergrondse activiteiten (zie ook 'Een ruimtelijk plan van de ondergrond'), gaande van steenkoolgas, schaliegas, over geothermie en CCS ... tot zelfs de geologische berging van hoogradioactief afval (zie ook 'De laatste rechte lijn'). Iedereen moet nu de boer op, ook - en misschien vooral - de onafhankelijke 'experten' uit de academische wereld, om de lokale gemeenschappen correct te informeren en zo toe te laten met kennis van zaken te participeren in een uitermate complex afwegingsproces van 'lasten en lusten'.

 

Deze blogpost is eerder gepubliceerd op KU Leuven blogt, de groepsblog van personeel en studenten van de KU Leuven.

 



Geschreven in Maatschappij | 0 Reacties | Vaste link | Afdrukken


Aardbeving van het jaar

01. Januari 2014, 17:00

Als we terugblikken op 2013, dan zijn er een aantal opmerkelijke vaststellingen te maken wat betreft aardbevingen. Er zijn opvallend weinig aardbevingen met een magnitude groter dan Mw 5.0 geregistreerd in 2013. Met amper 1193 aardbevingen is dat het laagste jaarlijkse aantal tot nu toe in de eenentwintigste eeuw. Ook dit jaar zijn er relatief weinig aardbevingslachtoffers - 'slechts' 1463 - te betreuren. Het lijkt dus een kalm aardbevingsjaar te zijn geweest ... alleen weten we niet of het de stilte na de storm is, of eerder de stilte voor de volgende aardbevingstorm?

We komen inderdaad uit een periode met een aantal 'monsteraardbevingen' met een magnitude Mw 9.0 of meer. Het begon in 2004 met de Mw 9.1 26.12.2004 Sumatra-aardbeving. In 2010 vond de Mw 8.8 07.02.2010 Chili-aardbeving (zie ook 'Een 'seismisch gat' gedicht') plaats. En tenslotte werd het Japanse Honshu in 2011 getroffen door de Mw 9.0 011.03.2011 Tohoku-Oki-aardbeving (zie ook 'Eénmaal in de duizend jaar' en '3-11'). Het zijn net dergelijke monsteraardbevingen die globaal het grootste deel van de seismische energie vrijgeven (zie '3-11'). Mogelijk een reden om de relatieve seismische kalmte te verklaren sinds 2011? Of hebben we gewoon geluk dat geen grootstad getroffen is door een zware aardbeving in 2013? Want kijken we naar het aantal aardbevingen met een magnitude Mw 7.0 of meer, dan blijkt 2013 'normaal' te zijn met 2 aardbevingen met een magnitude Mw 8.0 of meer en 17 met een magnitude tussen Mw 7.0 en 7.9.

De zwaarste aardbeving van 2013 was de Mw 8.3 24.05.2013 Okhotskaardbeving. De aardbevingshaard bevond zich op ongeveer 600 km diepte in de Pacifische plaat, die hier ter hoogte van de Kurillen-Kamchatkatrop wegduikt onder de Noord-Amerikaanse plaat (vergelijkbare plaattektonische context als de Japantrog; zie ook 'Glijmiddel'). De dodelijkste aardbeving van 2013 was dan weer de Mw 7.7 24.09.2013 Beloetsjistanaardbeving in Pakistan (zie ook 'Zalzala Jazeera'). Er vielen 825 slachtoffers te betreuren. Vier dagen later, vielen er nog eens 22 slachtoffers bij een zware naschok, de Mw 6.8 28.09.2013 Beloetsjistanaardbeving. Maar geen van de 19 aardbevingen met een magnitude Mw 7.0 of meer, 'verdient' de titel van 'aardbeving van het jaar'. Ook op wetenschappelijk vlak, springt geen enkele aardbeving echt in het oog (zie 'Aardbeving van het jaar' in 2012).

 

Op zoek naar de 'aardbeving van het jaar' moeten naar het andere uiterste van de magnitudeschaal, naar aardbevingen met zeer lage magnitudes, zelfs negatieve magnitudes. De 'aardbevingen van het jaar' zijn immers de antropogene aardbevingen, aardbevingen die geïnduceerd zijn door menselijke activiteit in de ondergrond (zie 'Aardbeving of klimaatopwarming?'). De 'aardbevingen van het jaar' zijn nauwelijks tot helemaal niet voelbaar, vaak enkel detecteerbaar met de gevoeligste seismometers, en laten nauwelijks sporen achter in de 'fysisch' omgeving (bv. landschap, gebouwen, ...). En toch blijken ze een niet te verwaarlozen impact te hebben op mens en maatschappij ... vooral met dank aan de milieu-activisten. Stemmingmakerij primeert hierbij op de feitelijkheid (zie ook 'Links en anti-wetenschap')!

Zelfs Time's 'man van het jaar' Paus Franciscus liep in de val van de milieu-activisten toe hij met dit T-shirt poseerde. Maar achteraf blijkt dat deze foto volledig uit zijn context gerukt werd (zie 'The Real Reason Pope Francis Posed With Anti-Fracking Activists', Time, 15 november 2013). 

 

We hebben het dus vooreerst over de geïnduceerde aardbevingen die gerelateerd zijn met de winning van schaliegas. Milieu-activisten en andere tegenstanders maken gretig gebruik van de nietsbetekende aardbevingen die veroorzaakt worden door het proces van hydraulische fracturatie (zie ook 'Water onder druk') - beter gekend als fracking - om hun gelijk te halen (zie ook 'Uit de loopgraven'). Maar wat zijn de feiten? 'Fracking-aardbevingen' hebben een negatieve magnitude, doorgaans tussen -3 en -1! Dat wil zeggen dat de geïnduceerde scheur amper enkele m² groot is met verplaatsingen in de grootteorde van enkele tienden van een millimeter ... en dit op enkele kilometers diepte. Bij een 'Fracking-aardbeving' komt evenveel energie vrij als wanneer een brikpak melk van de ontbijttafel valt ... nu niet echt levensbedreigend!

We hebben wel geleerd (zie 'Aardbeving of klimaatopwarming?') dat de geïnduceerde seismische activiteit die verband houdt met de injectie van afvalwaters wel een potentieel gevaar inhoudt, maar dan vooral wanneer het geïnjecteerde water bestaande breuksystemen verzwakt. Dit potentieel aardbevingsgevaar blijkt trouwens ook te gelden voor de winning van geothermische energie. Bovendien is door onderzoek duidelijk geworden dat zware aardbevingen die zich waar ook ter wereld voordoen, een mogelijk teleseismisch effect kunnen hebben in injectievelden. De boodschap van al dit onderzoek is duidelijk: huldig het voorzorgsprincipe ... Better safe than sorry! Houd enerzijds de aardbevingsactiviteit nauwlettend in het oog en reguleer de productie al naargelang het potentieel gevaar voor zwaardere aardbevingen.

Dichterbij lieten de geïnduceerde aardbevingen in Groningen onze noorderburen niet onberoerd, zeker na het uitkomen in januari 2013 van diverse studies naar aanleiding van de Mw 3.6 16.08.2012 Huizinge-aardbeving (zie 'Paniek in Groningen'). Op basis van de conclusies van deze studies was het advies weerom ... Better safe than sorry! Er blijkt immers een rechtstreeks verband te bestaan tussen het aantal aardbevingen, de mogelijke zwaarte van een aardbeving en de productie bij de gaswinning. Bovendien blijken de 'zwaardere' aardbevingen steeds voor te komen 6 à 9 maanden na de winterproductiepiek.

Maar wat lezen we in het NRC van 24 december 2013: 'Record aan gas uit Groningen' ... daar gaat het voorzorgsprincipe! En verder blijkt 2013 dan ook nog het recordjaar te zijn aan geregistreerde bevingen in het gaswinningsgebied ('Meer bevingen Groningen dan ooit', NOS, 30 december 2013). Je moet geen Madame Soleil zijn om - bijna met wetenschappelijke zekerheid - te voorspellen dat Groningen in de tweede helft van 2014 het nieuws zal halen met een of meerdere 'zwaardere' aardbevingen ...

 

Geïnduceerde aardbevingen zijn er altijd geweest sinds de mens de ondergrond is gaan ontginnen (bv. steenkool, aardgas, aardolie, aardwarmte, ...) of aanwenden voor reservoir van afvalstoffen (bv. afvalwaters, koolstofdioxide, ...) (zie ook 'Een ruimtelijk plan voor de ondergrond'). Dat deze aardbevingen nu in de schijnwerper staan, heeft veel te maken met de wijze waarop milieu-activisten de - vaak totaal ongegronde - schrik voor aardbevingen bespelen bij burgers in landen waar aardbevingen nauwelijks voorkomen. Deze burgers kennen aardbevingen immers enkel van de dramatische beelden in de media van aardbevingscatastrofes ver weg. Verstoken van eigen aardbevingservaring en correcte wetenschappelijke informatie desbetreffend, zijn deze burgers een gemakkelijke prooi voor stemmingmakerij, zowel vanuit de hoek van de milieu-activisten als vanuit de hoek van de media (zie ook 'Hou toch op!'). Een dergelijk discours zou immers totaal niet pakken in aardbevingsgevoelige regio's met een aardbevingscultuur, zoals Japan (zie ook 'Op bezoek in het land van aardbevingen (V) - aardbevingscultuur') of Californië (zie ook 'Een struisvogel in San Francisco').

Maar de wetenschap leert ons ook dat al die ingrepen in de ondergrond misschien niet zo onschuldig zijn, zeker in de directe nabijheid van bestaande - al of niet actieve - tektonische breukstructuren (zie 'Aardbeving of klimaatopwarming?'). Het lijkt me dan ook een evidentie dat in de toekomst elke grootschalig ontginnings- of infrastructuurproject in de diepe ondergrond - waar ook ter wereld - een aardbevingsluik heeft, waarbij het gevaar op geïnduceerde aardbevingen eerst onderzocht wordt vóór het toekennen van enige vergunning, waarbij aardbevingsactiviteit continu gemonitord wordt tijdens de ondergrondse activiteit, én waarbij de ondergrondse activiteit gereguleerd wordt al naargelang de evolutie in aardbevingsactiviteit, zowel dichtbij als ver weg.

 

 

Gegevens over aardbevingsactiviteit in 2013 te vinden op de wikipediapagina Earthquakes in 2013.



Geschreven in Aardbevingen | 0 Reacties | Vaste link | Afdrukken


Glijmiddel

29. December 2013, 18:00

De 'monsteraardbeving', die op 11 maart 2011 toesloeg voor de kusten van het Japanse Honshu, veroorzaakte ook een ware schokgolf binnen de gemeenschap van de aardbevingswetenschappen. Deze aardbeving gedroeg zich totaal niet volgens het boekje. Empirische wetmatigheden over welke aardbevingen wel of niet mogelijk zijn in subductiezones, konden naar de prullenmand. De wetenschappelijke gemeenschap bleef achter met meer vragen dan antwoorden. Maar na twee jaar onderzoek komt diezelfde wetenschappelijke gemeenschap al met de eerste antwoorden naar buiten.

Dat de Mw 9.0 2011 Tohoku-Oki-aardbeving (zie ook '3-11' en 'Eénmaal in de duizend jaar') zo verwoestend uithaalde met een ongeziene tsunami, heeft vooral te maken met het uitzonderlijke feit dat de plaatgrensbreuk tot helemaal aan de oceaanbodem - tot in de diepste delen van de Japantrog, zo'n 7.500 meter onder zeeniveau - doorschoot. Op dit ondiepe deel van de plaatgrensbreuk is bovendien een verplaatsing tot ~50 meter opgemeten, waarschijnlijk het belangrijkste ingrediënt voor het opwekken van de tsunami buiten alle proporties.

Op deze figuur zie je schematische doorsnede van de convergerende plaatgrens - subductiezone - ter hoogte van de aardbevingshaard (hypocenter, aangeduid met kruis) van de Tohoku-Oki-aardbeving (met verticale hoogteoverdrijving). Ter hoogte van de Japantrog (Japan Trench) duikt de Pacifische plaat onder de Noord-Amerikaanse plaat (zie ook 'Op bezoek in het land van aardbevingen (I) - de plaattektonische knoop' voor plaattektonische context). In het geel is het 'vastzittende' segment van de plaatgrensbreuk aangeduid dat volgens de empirische aannamen zou verschuiven bij een verwachte aardbeving met een momentmagnitude van Mw ~7,5. In het rood is het effectief verschoven breuksegment - tot aan de zeebodem in de Japantrog - aangeduid tijdens de Tohoku-Oki-aardbeving (Mw 9.0). De JFAST boorlocatie C0019 is ook aangeduid.

 

Wat zegt het boekje?

In de algemeen aanvaarde modellen voor de aardbevingsactiviteit op een plaatgrensbreuk in een subductiezone wordt de plaatgrensbreuk in drie grootschalige segmenten opgedeeld. Deze opdeling hangt in belangrijke mate af van de materiaaleigenschappen (bv. wrijving, type gesteente, ouderdom gesteente) en de algemene structuur van de contactzone tussen de twee tektonische platen (bv. helling van subductiezone). Centraal bevindt zich het 'vastzittende' ('locked'), seismogene breuksegment van de plaatgrensbreuk. Op dit segment is de wrijving zo hoog dat elke verschuiving volledig geblokkeerd wordt en er dus enorme hoeveelheden elastische spanning worden opgebouwd. Eenmaal de spanning zo hoog is opgelopen, wordt de wrijving toch overwonnen, vindt er een verschuiving plaats en komt de elastische spanningenergie vrij onder de vorm van een typische 'megathrust' aardbeving. Aan de onderzijde van dit 'vastzittende' breuksegment is de temperatuur al zo hoog opgelopen (> ~350°C) dat het gesteente zich eerder plastisch gaat gedragen. Op dit diepere segment doet de verschuiving zich continu en geleidelijk voor. De plaatgrensbreuk 'kruipt' ('aseismic creep') hier als het ware. Elastische spanningen kunnen zich nauwelijks opbouwen, waardoor het 'kruipen' van dit breuksegment zich aseismisch voordoet. Aan de bovenzijde van het 'vastzittende', seismogene segment vinden we weerom een aseismisch 'kruipend' breuksegment. In dit ondiepe deel van de plaatgrensbreuk is de wrijving nog onvoldoende om de nodige spanning op te bouwen om aardbevingen te initieren. Ook zijn de sedimenten nog niet omgevormd tot vaste gesteenten, waardoor deze ongeconsolideerde, waterverzadigde sedimenten zich ook eerder plastisch gedragen. Ook op dit ondiepe segment doet de verschuiving zich weerom geleidelijk en continu voor ('aseismic creep'). 

Op deze figuur (uit Wang et al. 2012) is het algemeen aanvaard model voor de aardbevingsactiviteit op een plaatgrensbreuk weergegeven. (1) breuksegmenten waarlangs zich aseismische 'kruip' voordoet; (3) centrale 'vastzittende' ('locking') breuksegment waarop de 'magathrust' aardbevingen zich voordoen.

 

JFAST

We weten allemaal dat het voor het oplossen van een misdaad essentieel is dat forensische specialisten zo snel mogelijk de misdaadscène moeten kunnen onderzoeken, voor dat cruciale sporen verloren gaan. Dit is dan ook het uitgangspunt van JFAST, het Japan Trench Fast Drilling Project met het boorschip Chikyu. Amper een jaar na de verwoestende aardbeving - in het voorjaar 2012 - wordt het ondiepe, verschoven segment van de plaatgrensbreuk - de 'misdaadscène' - doorboord, worden gesteentemonsters genomen en wordt diep in het boorgat een laboratorium geïnstalleerd.

Boring JFAST C0019 (IODP expeditie 343 & 343T - 01.04-24.05.2012 & 05.06-19.06.2012) is geplaatst ter hoogte van het ondiepe deel van de plaatgrensbreuk waarop zich de grootste verplaatsing (tot ~50 meter) heeft voorgedaan. De locatie bevindt zich zo'n 200 km ten oosten van de Japanse kust. De boring wordt uitgevoerd op een diepte van ongeveer 6.900 meter onder zeeniveau, een waar technologisch huzarenstukje!

De boring gaat eerst door de tip van de accretiewig ('accretion prism'), de bijeengeschraapte sedimenten ten gevolge van miljoenen jaren subductie. Dit materiaal, voornamelijk opgebouwd uit Pliocene en Pleistocene kleistenen, behoort toe tot de bovenliggende Noord-Amerikaanse plaat ('upper plate'). Op zo'n 820 meter wordt de plaatgrensbreuk doorboord en bereikt men daaronder de basaltische gesteenten, kleistenen en cherten van de onderliggende Pacifische plaat ('lower plate').

Op deze figuur (Chester et al. 2013) is de locatie van boring JFAST C0019 terug te vinden. (A) Kaartje van het gebied rond het epicentrum (rode ster) van de Tohoku-Oki-aardbeving; de contouren geven de verschuivingen weer; de boorlocatie bevindt zich ter hoogte van het breuksegment met de maximale verschuiving. (B) doorsnede ter hoogte van de breuklocatie, op basis van seismische gegevens. (C) detail van het seismische profiel ter hoogte van de boorlocatie.

 

Glijmiddel

Een eerste verrassende ontdekking is dat al de wegduikende plaatbeweging van de Pacifische onder de Noord-Amerikaanse plaat (aan een gemiddelde snelheid van 83 mm per jaar) over die vele miljoenen jaren zich volledig localiseert op de plaatgrensbreuk. Bovendien is de plaatgrensbreuk amper 4,8 meter dik (Chester et al. 2013). De plaatgrensbreuk is ook opgebouwd uit een bijzonder materiaal, 'scaly clay'. Dit is een sterk verstoorde breukklei ('gouge'), bestaande uit lensvormige, zo goed als intacte kleilensjes, omgeven door glanzende breukvlakjes. Zo'n 'scaly clay' is typisch voor tal van actieve breuksystemen.

De klei die uitgesmeerd is langsheen de plaatgrensbreuk blijkt een diepzeeklei te zijn die typisch is voor de Pacifische diepzee ter hoogte van de Japantrog. Dat de totaliteit van de plaatbeweging zich concentreert in deze uitermate dunne kleilaag, wijst erop dat deze kleilaag veel 'zwakker' moet zijn dan het bovenliggende en onderliggende materiaal, voornamelijk opgebouwd uit kleigesteenten.

 

Op dit schema (Chester et al. 2013) zijn de materiaaleigenschappen weergegeven rondom de plaatgrensbreuk, zo'n 820 meter diep in het boorgat (tussen 800 en 850 meter diepte). Al deze materiaaleigenschappen wijzen op een 4,8 meter dikke zone van 'scaly clay' waarin alle beweging is opgenomen. De foto's illustreren het typische uiterlijk van een 'scaly clay' (lensjes aangeduid met stippellijnen).

 

Uiteindelijk blijken twee materiaaleigenschappen een cruciale rol te spelen in dit verhaal. Enerzijds de samenstelling van deze diepzeeklei. Deze pelagische klei is zeer rijk aan smectiet (78% van de mineraalinhoud van de klei) (Ujiie et al. 2013). Smectiet, een zwellend kleimineraal, heeft een ontzettend lage wrijfweerstand, een echt glijmiddel dus! Uit experimenten op het kleimateriaal uit de plaatrandbreuk (Ujiie et al. 2013) blijkt anderzijds dat een 'thermal pressurisation' in deze ondoorlatende kleilaag wel eens belangrijke rol zou hebben kunnen gespeeld, eenmaal het doorschuiven vanuit het 'vastzittende' segment van de plaatrandbreuk het ondiepe segment bereikte. Bij een snelle breukbeweging tijdens een aardbeving komt heel wat wrijvingswarmte vrij. Deze wrijvingswarmte kan het poriënwater in de waterverzadigde, ondoorlaatbare kleilaag opwarmen. Dit poriënwater zet uit en doet zo de vloeistofdruk in de kleilaag toenemen ('thermal pressurisation'). Uiteindelijk kan deze vloeistofdruk zo hoog oplopen dat de kleilaag als het ware vloeibaar wordt ('fluidised gouge'). Dat maakt dat er op dat moment geen houden meer aan is en dat de plaatgrensbreuk doorschiet tot aan de zeebodem ter hoogte van de diepzeetrog. De 'sporen' van deze wrijvingswarmte waren trouwens één jaar na de feiten nog steeds meetbaar (Fulton et al 2013). Temperatuursmetingen, diep in het boorgat ter hoogte van de plaatrandbreuk, geven immers een temperatuursafwijking aan van 0,31°C. Dit lijkt niet veel maar wijst wel op een belangrijke productie van wrijvingswarmte tijdens de Tohoku-Oki-aardbeving.

 

Op deze figuur (Ujiie et al. 2013) is een X-stralendiffractogram weergegeven van de pelagische klei ter hoogte van de Japantrog versus de hemipelagische klei ter hoogte van de Nankaitrog (zie 'Eénmaal in de duizend jaar' voor plaattektonische context van Nankaitrog). De pieken reflecteren de mineralogische samenstelling van de klei. Hieruit blijkt het zeer hoog gehalte (78%) aan smectiet in de klei ter hoogte van de Japantrog (eerste piek; Sm), terwijl het smectietgehalte (31%) ter hoogte van de Nankaitrog heel wat lager is. Het gedrag van de plaatgrensbreuk ter hoogte van de Nankaitrog kan dan ook heel sterk verschillend zijn van wat we gezien hebben ter hoogte van de Japantrog.  

 

Subductiezones, anders bekeken!

De 'monsteraardbeving', en bijhorende ongeziene tsunami, blijken uit dit onderzoek mogelijk het gevolg te zijn van het doorschieten van de plaatrandbreuk door een smectietrijke breukklei onder waterverzadigde, ondoorlatende omstandigheden. Dit zet de aardbevingswetenschappers nu natuurlijk aan andere plaatrandbreuken ter hoogte van de subductiezones rondom de Stille Oceaan, maar ook elders, anders te gaan bekijken. De samenstelling en materiaaleigenschappen van de kleisedimenten op de wegduikende plaat ter hoogte van de diepzeetrop zouden uiteindelijk wel eens bepalend kunnen zijn voor het gedrag van de plaatgrensbreuk. Mogelijk laat dit ons toe het risico op 'monsteraardbevingen' en 'megatsunami's' beter in te schatten dan vóór 3-11!

 

 

De eerste resultaten van dit onderzoek werden voorgesteld tijdens de Fall Meeting van de American Geophysical Union, begin december in San Francisco, en gelijktijdig gepubliceerd in drie publicaties in het decembernummer van Science:

  • Chester et al. 2013. Structure and Composition of the Plate-Boundary Slip Zone for the 2011 Tohoku-Oki Earthquake. Science 342(63), 1208-1211 - doi: 10.1126/science.1243719
  • Ujiie et al. 2013. Low Coseismic Shear Stress on the Tohoku-Oki Megathrust Determined from Laboratory Experiments. Science 342(63), 1211-1214 - doi: 10.1126/science.1243485
  • Fulton et al. 2013. Low Coseismic Friction on the Tohoku-Oki Fault Determined from Temperature Measurements. Science 342(63), 1214-1217 - doi: 10.1126/science.1243641




Geschreven in Aardbevingen | 0 Reacties | Vaste link | Afdrukken


Zalzala Jazeera

02. Oktober 2013, 12:00

En plots was het daar, als een gigantische puist steekt 'Zalzala Jazeera' nu - sinds 24 september 2013 - boven het zeeniveau uit in Padi Zirr, de baai ten westen van Gwadar, een stad gelegen aan de kust van de Arabische Zee in de provincie Beloetsjistan, Pakistan. En dit gebeurde net op het moment dat 380 km meer naar het Noorden de streek rond de stad Awaran, ook in de provincie Beloetsjistan, zwaar getroffen werd door een M7.7 aardbeving. Een oorzakelijk verband was snel gemaakt. Maar wat veroorzaakt op bijna 400 km van het epicentrum (ongeveer de afstand tussen de twee Europese hoofdsteden, Brussel en Straatsburg) dit bijzonder fenomeen? Wat ligt aan de oorsprong van dit 'aardbevingseiland' of 'Zalzala Jazeera'?

Op zo'n 2 km voor de kust, waar de Arabische Zee zo'n 15 à 20 meter diep is, steekt nu een bijna perfect koepelvormig eiland zo'n 20 meter boven zeeniveau uit. Het eiland heeft een oppervlakte van ongeveer 75 meter bij 90 meter. Het eiland steekt dus ongeveer 40 meter uit boven de omliggende zeebodem. De samenstelling van het eiland wordt omschreven als een mengsel van modder, zand, en kleisteen. Ooggetuigen spreken ook van ontsnappingen van ontvlambaar gas - waarschijnlijk methaan - die zich voordoen op het eiland. 

Deze satellietfoto (© NASA - Earth Observing-1 satellite) is genomen op 26 september 2013, twee dagen na de aardbeving. Het aardbevingseiland ('new island') is duidelijk zichtbaar.

Deze satellietfoto (© NASA - Earth Observing-1 satellite) is genomen op 17 april 2013. Geen eiland te bespeuren!

 

Moddervulkaan?

Dat het aardbevingseiland geen rechtstreeks gevolg kon zijn van de breukbeweging, die de aardbeving veroorzaakte, was voor iedereen onmiddellijk duidelijk. Daarvoor is de afstand tot het epicentrum veel te groot. Het eiland kon dan ook alleen maar ontstaan zijn door grondbewegingen, veroorzaakt door de doorkomende aardbevingstrillingen. Dergelijke 'secundaire' - 'off fault' - fenomenen zijn algemeen gekend, zeker bij zware aardbevingen. Waterverzadigde sedimenten kunnen door seismische trillingen plots vloeibaar worden, een fenomeen gekend als liquefactie of vloeibaarwording. Als een vloeibaar geworden sediment, modder of zand, dan onder druk uitgeperst wordt door het aardoppervlak, ontstaan moddervulkanen of zandvulkanen.

Maar wat veroorzaakte nu het aardbevingseiland? Is het een moddervulkaan, zoals in het merendeel van de berichtgeving terug te vinden is (bv. Scientias.nl, 27 september 2013)? Kijken we wat meer in detail naar de morfologie van het eiland, dan valt niet alleen de bijna perfecte koepelvorm op, maar ook het opmerkelijke barstenpatroon dat zichtbaar is op het eiland. Het lijkt wel de opengebarsten korst van een rijzend brood, niet echt een patroon dat je zou verwachten bij een moddervulkaan.

Bovendien is 'Zalzala Jazeera' geen uniek geval langsheen de Makrankust van Beloetsjistan. Zo werden meer dan 50 jaar geleden al vier aardbevingseilanden beschreven (Sondhi, 1947), veroorzaakt door de zware M8.1 Makranaardbeving, die - samen met de bijhorende tsunami - Beloetsjstain teisterde op 28 november 1945. Opmerkelijk is de grote overeenkomst tussen de aardbevingseilandjes van toen en het huidige aardbevingseiland.

 

Dit is een luchtfoto van één van de eilandjes, voor de kust van de stad Ormara, die gevormd werden ten gevolge van de M8.1 Makranaardbeving in 1945 (bron: paleoseismicity.org). Let vooral op het noordzuid-lopende barstenpatroon dat het koepelachtige eilandje doorsnijdt. Sondhi (1947) omschrijft dit barstenpatroon als 'frozen earth waves'.

 

Een puist op de zeebodem 

Het opmerkelijk barstenpatroon doet vermoeden dat 'Zalzala Jazeera', net als de verdwenen aardbevingseilanden, geen moddervulkaan is. Het eiland is niet gevormd door de uitbarsting van dieper gelegen, vloeibaar geworden klei- en/of zandsedimenten. Het barstenpatroon wijst eerder op hardere sedimentpakketten die openbarsten doordat ze opgestuwd worden in een koepelvormige opwelling. Door de koepelvormige opwelling ontstaan rekspanningen in de sedimentpakketten bovenop de koepel, vandaar het barstenpatroon. Dit proces is best vergelijkbaar met een typische vorm van magmatische instrusies, met name laccolieten. 

Een laccoliet is vooral gekend als een type van magmatische intrusielichamen (voor het eerst beschreven door Grove Karl Gilbert in 1877), waarbij het magma geïnjecteerd wordt tussen sedimentlagen. Hierdoor duwt het magma de bovenliggende sedimentlagen omhoog waardoor een koepelvormige opwelling ontstaat boven de intrusie. Door de opgebouwde rekspanningen kunnen de sedimentpakketten in de koepel openscheuren, waarlangs dan magma kan verder opwaarts kan geïnjecteerd worden (zie ook YouTube filmpje). Bovenop de koepel krijgt men een barstenpatroon, vergelijkbaar met de opengebarsten korst van een rijzend brood.

Het aardbevingseiland is dan ook ontstaan door de plaatselijke opwelling van de zeebodem, als ware het een gigantische puist. Maar wat veroorzaakte nu deze opwelling? Eigenlijk blijft dit tot op heden een onbeantwoorde vraag. Maar laten we toch een poging doen. Is het een vloeibaar geworden klei- of zandlaag die zijdelings is beginnen stromen en zich op één plaats begon te verzamelen in een uitstulping? Vergelijkbaar dus met het ontstaan van een zoutdiapier (zie ook YouTube filmpje). Of moeten we toch eerder de parallel trekken met een laccoliet en op zoek gaan naar een dieper liggende bron voor een 'vloeistof' of 'gas' dat dan naar boven toe 'geïnjecteerd' wordt en zo de koepelvormige opwelling veroorzaakt. Het feit dat gasontsnappingen van mogelijk methaan waargenomen zijn op het aardbevingseiland, zou wel eens kunnen wijzen dat methaanhydraten, die zich op grotere diepte onder de zeebodem bevinden (> 300m), door de seismische trillingen gedestabiliseerd raakten. Het vrijgekomen methaangas zocht zich een weg naar het aardoppervlak, verzamelde zich in een opwelling en stuwde de zeebodem omhoog.

Zalzala Jazeera heeft als uitzonderlijk geologisch fenomeen het wereldnieuws gehaald ... ten spijt van de vele slachtoffers van de aardbeving zelf. Alleen zal het eiland geen lang leven beschoren zijn. Na enkele maanden, wanneer de onderliggene gas- en/of vloeistofdruk wegvalt, zal het ineenstorten en terug onder de golven verdwijnen ... net als een puist.

 

 



Geschreven in Aardbevingen | 0 Reacties | Vaste link | Afdrukken


Aardbeving of klimaatopwarming?

26. Juli 2013, 18:00

Aardbeving of klimaatopwarming, het lijkt op het eerste gezicht nogal een vreemd dilemma. Welk risico vinden we als maatschappij het meest aanvaardbaar? Het mogelijke risico van door de mens opgewekte aardbevingen bij het winnen van geothermische energie? Of investeren we niet meer in 'klimaatvriendelijke' geothermische energie omdat het risico op geïnduceerde aardbevingen verre van onbestaande is? Deze nogal bizarre vraag gooit aardbevingspecialist Emily Brodsky (UC Santa Cruz) ons voor de voeten in een interview met NBC News ('Fracking and energy exploration connected to earthquakes, say studies', NBC News, 11 juli 2013) naar aanleiding van haar zopas gepubliceerde onderzoek naar geïnduceerde seismiciteit in het Salton Sea geothermisch veld in zuidelijke Californië (VS).

Geothermie en geïnduceerde aardbevingen
Opmerkelijk in deze studie (Brodsky & Lajoie 2013) is dat er een sterke correlatie blijkt te zijn tussen de geïnduceerde, lange-termijnseismiciteit (aardbevingstempo = aantal aardbevingen per dag) en de netto productie (injectie & extractie) van vloeistoffen aangewend voor het winnen van de geothermische warmte uit de diepte (zie figuur 1). Dus niet enkel is er een correlatie met het tempo waarmee vloeistoffen worden geïnjecteerd, wat algmeneen werd verondersteld binnen de wetenschappelijke gemeenschap (zie ook verder), maar ook met het tempo waarmee vloeistoffen worden ontrokken uit het geothermische reservoir op 1 à 2,5 km diepte. Vooral dat laatste is onverwacht. Deze verrassende correlatie blijkt zelfs zo goed te zijn dat er een voorspellende kracht in schuilt: vanuit de netto productie valt immers de graad van seismiciteit te voorspellen.

In het geval van het Salton Sea geothermisch veld blijft er echter één grote onbekende: wat is de impact van de exploitatie van dit geothermische veld op de naburige San Andreasbreuk? Zou de veelvoudige injectie en extractie van vloeistoffen tijdens de productie van dit geothermisch veld op termijn de 'Big One' het zuidelijke segment van de San Andreasbreuk kunnen aanvuren ('triggering')? Op die vraag kan echter niemand voor het ogenblik een zinvol antwoord geven ...

Figuur 1 - Op deze figuur (Brodsky & Lajoie 2013) zie je voor de periode van 1982 (begin productie) tot 2011 enerzijds het tempo van netto productie van vloeistoffen (injectie & extractie) (blauwe lijn) en anderzijds het tempo (aantal aardbevingen per dag) van geïnduceerde seismiciteit (groene lijn). Vooral in de periode na 2006 is de bijna perfecte 'match' tussen beide curven veelbetekenend!

 

Antropogene aardbevingen
De huidge controverse rond schaliegas en de daarmee geassocieerde vermaledijde techniek van hydraulische fracturatie (zie ook 'Water onder druk') - 'fracking' in de volksmond - heeft ertoe geleid dat door de mens opgewekte aardbevingen, of antropogene aardbevingen, plots in het centrum van de belangstelling zijn komen te staan. Milieuactivisten en andere 'groene' belangengroepen, die tegen elke mogelijk ontginning van niet-conventionele fossiele brandstoffen (bv. schaliegas, steenkoolgas) zijn,  gebruiken - of is het eerder misbruiken - elk mogelijk risico op geïnduceerde aardbevingen in hun - trouwens zeer succesvolle - campagnes om lokale gemeenschappen bang te maken en op te hitsen tegen elke mogelijke industriële activiteit die de ondergrond beroert (zie ook 'Links en anti-wetenschap' en 'Uit de loopgraven'). Hoe deze georkestreerde heisa rond geïnduceerde seismiciteit lokale gemeenschappen overgevoelig maakt, wordt mooi geïllustreerd door het groeiende Groningse verzet tegen de aardgaswinning naar aanleiding van de Mw 3,6 2012 Huizinge aardbeving (zie ook 'Paniek in Groningen').

Opmerkelijk alvast is dat deze milieuactivisten zeer selectief zijn in hun verontwaardiging over antropogene aardbevingen, en als de dood zwijgen over geïnduceerde seismiciteit in het geval van de ontginning van 'klimaatvriendelijke' geothermische energie, waarbij uiteindelijk zeer gelijkaardige technieken, zoals hydraulische fracturatie, aangewend worden. Zo moest een geothermisch project ('Hot Dry Rock Enhanced Geothermal System') in het Zwitserse Basel in 2009 worden afgeblazen nadat de injectie van vloeistoffen in de sokkel onder de stad, nodig om de geothermische warmte op te vangen, in 2006 en 2007 aanleiding had gegeven tot verschillende lichte aardbevingen met een momentmagnitude groter dan 3 (vergelijkbaar met het Groningse verhaal) (zie bv. 'Quake Threat Leads Swiss to Close Geothermal Project', New York Times, 10 december 2009) . En het hierboven geschetste aardbevingsriscio van het geothermische project in Salton Sea stelt alvast ook niet echt gerust ...

Figuur 2 - Op dit schema (Ellsworth 2013) wordt geïllustreerd hoe injectie en/of extractie van vloeistoffen aardbevingen kan opwekken. Ofwel is er een rechtstreekse verbinding - al of niet over grote afstand - tussen het doorlatende reservoir en een breuk (links); injectie van vloeistoffen kan dan de poriëndruk langsheen de breuk zodanig verhogen dat de breuk verzwakt, het uiteindelijk begeeft en dus een aardbeving veroorzaakt (bv. 2011 Mw 5,6 Oklahoma aardbeving). Ofwel is er geen rechtstreekse verbinding tussen reservoir en breuk (rechts); hier kan de verandering van de aanwezige massa van de poriënvloeistof in het reservoir door injectie of extractie de druk op een onderliggende breuk zodanig veranderen ('elastic loading') dat de breuk verzwakt, het uiteindelijk ook begeeft en een aardbeving veroorzaakt (bv. 2011 Mw 5,1 Lorca aardbeving).

 

Elke industriële activiteit die ingrijpt in de diepe ondergrond kan uiteindelijk aanleiding geven tot geïnduceerde aardbevingen. Deze aardbevingen kunnnen worden opgewekt zowel bij het ontrekken van vloeistoffen (bv. grondwater, aardolie) en gassen (bv. aardgas, steenkoolgas) uit diepe ondergrondse reservoirs, als bij het injecteren van vloeistoffen (bv. 'fracking', berging afvalwater, geothermie) en gassen (berging koolzuurgas) in de diepe ondergrond. Deze relatie tussen ondergrondse activiteiten en aardbevingen blijft echter een veronderstelling, die nog steeds wetenschappelijk zeer moeilijk hard te maken is. Het samenvallen in de tijd impliceert immers niet dat er sowieso een causaal verband is: "Coincidence is not causality"! Uiteindelijk valt er fysisch geen onderscheid te maken tussen een 'natuurlijke' en een 'antropogene' aardbeving.

Al is het zeer aannemelijk dat bijvoorbeeld de sterk toegenomen seismische activiteit in de centrale en oostelijke regio's van de Verenigde Staten sinds 2000 (zie figuur 3) in verband kan gebracht worden met de toegenomen booractiviteit die verband houdt met de Amerikaanse schaliegasrevolutie. Waar 'normaal' 21 aardbevingen per jaar geregistreerd worden, loopt dit de laatste jaren sterk op, tot zelfs 188 geregistreerde aardbevingen in 2011, meer dan 8 maal de lange-termijnachtergrondwaarde (Ellsworth 2013). 

 

Figuur 3 - Op deze grafiek (Ellsworth 2013) is het cumulatief aantal aardbevingen, opgemeten in de centrale en oostelijke regio's van de Verenigde Staten (zie klein kaartje met epicentra), voor de periode 1967-2012 uitgezet. Zo bekomt men een lange-termijnaardbevingstempo van ongeveer 21 aardbevingen per jaar (stippellijn). Sinds 2000 wijkt het effectieve aardbevingstempo (rode lijn) hiervan af tot meer dan 100 aardbevingen per jaar.

 

 

 

Maar niet zozeer 'fracking' blijkt een probleem te stellen (zie ook 'Uit de loopgraven'), waarschijnlijk omwille van de relatief kleine volumes geïnjecteerde vloeistof en de korte tijdsduur van een 'frac job'. Door het opbreken van het gesteente veroorzaakt 'fracking' - of hydraulische fracturatie (zie ook 'Water onder druk') - nu net opzettelijk micro-aardbevingen (Mw < 1). Enkel in het geval dat de 'frac'-vloeistof weglekt naar een nabije breuk (zie figuur 2), kan dit een zwaardere aardbeving op deze breuk opwekken (zie ook verder). Dit gebeurde bijvoorbeeld in het voorjaar van 2012 toen een reeks van geïnduceerde aardbevingen met een maximum magnitude M 2,3 de omgeving van het Britse Blackpool opschrikte, net toen een 'frac job' aan de gang was (zie 'Fracking and earthquake hazard' - BGS).

De verhoogde seismiciteit in de centrale en oostelijke VS is dan ook hoogstwaarschijnlijk toe te schrijven aan de jarenlange berging van afvalwaters in de diepe ondergrond via injectieboorputten (zie figuur 2). Vooral injectievelden die langdurig in gebruik zijn, waar grote volumes geïnjecteerd zijn, en die in de onmiddelijke omgeving van breuksystemen te vinden zijn, blijken uiteindelijk problematisch. Langdurige injectie van grote hoeveelheden afvalwaters veroorzaken immers een steeds groter wordende invloedsfeer door de geleidelijke diffusie van de poriëndruk weg van het injectiepunt, wat tot verrassingen kan leiden. Zo bijvoorbeeld starte de aardbevingsequentie in november 2011 in het Prague injectieveld (Oklahoma) op 1,5 km van injectieputten die al 18 jaar in gebruik waren (zie ook figuur 4). Op 6 november 2011 culmineerde dit in de Mw 5,6 Oklahoma aardbeving - tot op heden de zwaarste geïnduceerde aardbeving ooit opgemeten.

De injectie van vloeistoffen in de diepe ondergrond kan een dubbel effect hebben op breuksystemen in de diepe ondergrond (zie figuur 2). Ofwel is er een doorlatende verbinding tussen het vloeistofreservoir en het breuksysteem. De infiltrerende vloeistof kan zo de breuk verzwakken door een deel van de 'normaalspanning' die de breuk blokkeert, weg te nemen. Onder de aanwezige 'schuifspanning' kan de breuk het dan begeven, met een aardbeving tot gevolg. Als er geen verbinding is tussen vloeistofreservoir en breuksysteem, kan de injectie van grote volumes vloeistof nog altijd een indirecte invloed hebben door een elastische belasting ('elastic loading') van een onderliggend breuksysteem. Verhoogde poriëndruk in de onmiddellijke omgeving van de breuk, kan deze immers weerom verzwakken, zodat ze uiteindelijk begeeft en een aardbeving veroorzaakt. Naast een elastische belasting, kan er ook een elastische ontlasting optreden door het onttrekken van grote volumes vloeistof uit een reservoir. Zo heeft de decennialange onttrekking van grondwater de dodelijke 2011 Mw 5,1 Lorca aardbeving (zie ook 'Knoei niet met wrijving!') geïnduceerd. Maar cruciaal in al deze gevallen is dat we te maken hebben met breuksystemen die al kritisch onder spanning staan ('critically loaded faults'); het enige wat het menselijke ingrijpen dan ook doet, is ervoor zorgen dat de breuk 'wat vroeger dan gepland afgaat'.

 

Een extra duwtje
Maar er is meer! Recent onderzoek van Nicholas van der Elst (Columbia University) en zijn collega's (van der Elst et al. 2013) toont aan dat gebieden met een potentieel risico op geïnduceerde seismiciteit, plots ook overgevoelig blijken te zijn voor het dynamisch aanvuren ('dynamic triggering') van aardbevingen door oppervlaktegolven van verre, zware (Mw > 7) aardbevingen ('teleseismic loading') (zie ook 'Aardbeving van het jaar').

In injectievelden is de diepe ondergrond 'doornat', voldoende om met een 'extra duwtje' door vloeistof geïnduceerde aardbevingszwermen ('earthquake swarms') op te wekken. De daarmee geassocieerde hydraulische fracturatie creëert zo nieuwe permeabiliteitstructuren (zie ook 'Water onder druk'), die dan ook weer vloeistofbewegingen in de diepe ondergrond teweeg kan brengen, ook naar kritisch onder spanning staande breuken in de omgeving van de injectievelden. Deze breuksystemen kunnen zo nog dichter bij hun kritische drempelwaarde gebracht worden ... en het na een tijdje begeven en een - mogelijk zware -aardbeving veroorzaken. Een 'extra duwtje', zoals de voorbijgaande extra spanning van de oppervlaktegolven van verre, zware aardbevingen, kan dus de spreekwoordelijke druppel betekenen die de kritisch onder spanning staande breuk uiteindelijk doet doorschieten. Zo blijkt uiteindelijk de 2011 Mw 5,6 Oklahoma aardbeving (6 november 2011) aangevuurd te zijn door de zware 2011 Mw 9,0 Tohoku aardbeving (11 maart 2011) (zie figuur 4). De Oklahoma aardbeving blijkt dus een aangevuurde, geïnduceerde aardbeving ('triggered induced earthquake') te zijn! Opvallend is wel dat dit 'seismische gedrag' verschilt van injectieveld tot injectieveld. Vergelijk maar het Prague injectieveld in Oklahoma (zie figuur 4) met het Snyder injectieveld in Texas (zie figuur 5). 

Figuur 4 - Op deze figuur (van der Elst et al. 2013) is de seismische activiteit (aantal aardbevingen met bepaalde magnitude) weergegeven in het Prague injectieveld in de staat Oklahoma sinds 2010 (zie A). De kleurcode van de individuele aardbevingsbolletjes komt overeen met een injectieboorput (zie B). De seismische rust in dit injectieveld werd plots verstoord door een opstekende aardbevingszwerm ('earthquake swarm'), die amper 16 uur na de 2010 Mw 8,8 Maule aardbeving (Chili) (zie ook 'Een 'seismisch gat' gedicht') op gang kwam. Die aardbevingszwerm gaat meerdere maanden duren. De 2011 Mw 9,0 Tohoku aardbeving (Japan) (zie ook 'Eénmaal in de duizend jaar') lijkt geen invloed te hebben op deze aardbevingsactiviteit, al ware het niet dat de Tohoku aardbeving uiteindelijk de zware geïnduceerde Mw 5,6 Prague/Oklahoma aardbeving (rode ster) - 8 maanden later - heeft aangevuurd. De 2012 Mw 8,6 Sumatra aardbeving (zie ook 'Aardbeving van het jaar') vuurt terug een kleine aardbevingszwerm aan (zie C), die echter nauwelijks te onderscheiden is van de naschoksequentie van de Oklahoma aardbeving. 

Figuur 5 - Op deze figuur (van der Elst et al. 2013) is de seismische activiteit (aantal aardbevingen met bepaalde magnitude) weergegeven in het Snyder injectieveld in de staat Texas sinds 2009 (zie A). De kleurcode komt overeen met een injectieboorput (zie B). In tegenstelling tot het Prague injectieveld in Oklahoma, is het hier de 2011 Mw 9,0 Tohoku aardbeving (Japan) (zie ook 'Eénmaal in de duizend jaar') die een aardbevingszwerm van geïnduceerde aardbevingen aanvuurt (zie C). 6 maanden later culmineert dit in een Mw 4,3 aardbeving (rode ster), dus weerom een aangevuurde, geïnduceerde aardbeving. Noch de Maule aardbeving, noch de Sumatra aardbeving lijken enige invloed gehad te hebben op de seismische activiteit in dit injectieveld.

 

 

Onderzoek en regelgeving
Uit deze recente studies blijkt dat we eigenlijk nog heel weinig weten over wat er allemaal gaande is in de diepe ondergrond wanneer we er vloeistoffen of gassen aan onttrekken of in injecteren. En uit wat we leren, blijkt het verhaal alleen maar complexer - en boeiender - te worden. De weg is nog lang! Het gevaar bestaat dan ook dat zo het sloganeske geroep aan de kantlijn door milieuactivitisten de overhand krijgt op de tijdrovende wetenschappelijke zoektocht naar een beter begrip van het hydromechanische gedrag van de diepe ondergrond. En dat vooral deze kennis noodzakelijk is in tijden waarin steeds meer een beroep zal gedaan worden op de diepe ondergrond (zie ook 'Een ruimtelijk plan van de ondergrond'), bewijzen deze studies rond geïnduceerde seismiciteit.

In gebieden waar ondergrondse industriële activiteiten zich ontplooien, kan de kennis van de spanningstoestand en de sterkte van de aanwezige breuken ons in de mogelijkheid stellen in te schatten wat deze breuken eigenlijk nog aankunnen van extra spanning. Ook is duidelijk dat in deze gebieden de geïnduceerde seismiciteit nauwlettend moet gemonitord worden. Uiteindelijk moet zich dat dan vertalen in een regelgeving die de seismische veiligheid in het gebied zoveel mogelijk moet garanderen. Zo blijkt uit de studie van van der Elst et al. (2013) het voor de hand te liggen dat na een zware (Mw > 7) aardbeving, waar ook ter wereld, elke aanvuring van een geïnduceerde aardbevingszwerm moet leiden tot het stilleggen van elke ondergrondse injectie- of extractieactiviteit, zeker in uiterst aardbevingsgevoelige gebieden, zoals het Salton Sea geothermisch veld (Brodsky & Lajoie 2013). Ook moeten een aantal drempels van aanvaardbare geïnduceerde seismische activiteit worden ingebouwd in de regelgeving die uiteindelijk de productie (bv. volumes en tempo van injectie/extractie) reguleert om zo het kritisch onder spanning brengen van nabije breuksystemen zoveel mogelijk te vermijden (Ellsworth 2013).

Onderzoek, monitoring en daaruit voortvloeiende regulering is de beste beveiliging tegen een mogelijk risico op zwaardere - mogelijk schadelijke - geïnduceerde aardbevingen verbonden aan ondergrondse industriële activiteiten, ongeacht of het nu over schaliegaswinning of geothermie gaat. Enkel zo zullen we niet moeten kiezen tussen aardbeving of klimaatopwarming ...

 

 



Geschreven in Aardbevingen | 0 Reacties | Vaste link | Afdrukken


Een ruimtelijk plan van de ondergrond

29. Juni 2013, 12:00

Meer en meer wordt er een beroep gedaan op de ondergrond, niet alleen als bron voor tal van natuurlijke rijkdommen, maar ook steeds meer als infrastructuur voor de berging van materialen. Er is dan ook dringend nood aan een - driedimensionale - 'Ruimtelijke Plan van de Ondergrond', vergelijkbaar met de bestaande gewestplannen die de bestemming van de ruimte aan het aardoppervlak vastleggen, of het zonet gelanceerde 'Marien Ruimtelijk Plan' voor het Belgische deel van de Noordzee (zie 'Goedkeuring ontwerp Marien Ruimtelijk Plan maakt aanleg energie-eilanden voor de kust mogelijk'). Wensen we op een duurzame manier om te springen met de ondergrond, dan moet immers vermeden worden dat kortetermijnbeslissingen met betrekking tot exploratie- en exploitatievergunningen andere toepassingen van de ondergrond hypothekeren of zelfs onmogelijk maken. Een langetermijnstrategie houdt immers in dat er eerst nagedacht is over de toekomstbestemming(en) van elk deel van onze ondergrond, alvorens over te gaan tot (het vergunnen van) de uitbating van de aanwezige natuurlijke rijkdommen of de inrichting van een specifieke bergingsinfrastructuur. Het uittekenen van een dergelijk ruimtelijke plan van de ondergrond is vooreerst een opdracht van de overheid, en dient te gebeuren in nauwe samenwerking met universiteiten en wetenschappelijke instellingen, alsook in dialoog met de betrokken gemeenschappen. Enkel zo speelt de overheid echt zijn rol door de weg te tonen en niet enkel achter de feiten aan te hollen.

 

Een 'game changer'?

Een ware schaliegasrevolutie voltrekt zich actueel aan de andere zijde van de Atlantische Oceaan. In Europa heerst er – voorlopig nog – enige terughoudendheid om op de kar van de niet-conventionele energiebronnen, zoals steenkoolgas, schaliegas, teerzanden, e.a., te springen. Al verschilt dit van land tot land. In de UK lijkt de regering van Cameron volledig de schaliegaskaart te trekken, door zelfs belastingsvoordelen toe te kennen aan bedrijven die deze nieuwe energiebron gaan ontginnen. In Frankrijk is er nog steeds een moratorium van kracht met betrekking tot de controversiële ontginningstechniek 'fracking'. In Nederland wacht de minister van Economische Zaken, Henk Kamp, op een rapport van een ‘onafhankelijke’ expertencommissie alvorens een beslissing te nemen. Ondertussen verklaren steeds meer Nederlandse gemeenten zich 'schaliegasvrij'. In Vlaanderen heeft onlangs minister Schauvliege een exploratievergunning toegekend aan 'Limburg Gas nv', een projectvennootschap tussen nv Mijnen en het Australische 'frack'-bedrijf Dart Energy, om uit te zoeken of het steenkoolgas in de Limburgse mijnbouwconcessies economisch exploiteerbaar is. En verder worden, vooral in de media, proefballonnetjes opgelaten rond schaliegas in België. Een sluipende besluitvorming zonder enig politiek, laat staan maatschappelijk draagvlak?

De snelheid van deze energierevolutie heeft iedereen - en vooral de overheid - in snelheid genomen. Zo hebben de 'frack'- en energiebedrijven eigenlijk vrij spel gekregen, met - althans in de VS - een ware 'shale gas rush' tot gevolg. Maar een van de 'neveneffecten' van deze eerder onbezonnen keuze voor het schaliegasavontuur is een ware stellingenoorlog tussen voor- en tegenstanders van niet-conventionele energiebronnen. Beide partijen hebben zich ingegraven in hun eigen 'Grote Gelijk' (zie ook 'Links en anti-wetenschap' en 'Uit de loopgraven'). Er is geen plaats meer voor open debat, en nog minder voor genuanceerde, wetenschappelijk onderbouwde afwegingen over voor- en nadelen van niet-conventionele energiebronnen. Voor de voorstanders - vaak vanuit de bedrijfswereld en overheden - is schaliegas een echte 'game changer' in het globale energiedebat. De tegenstanders - vaak vanuit groene bewegingen en lokale burgergemeenschappen - schetsen een ware schaliegasapocalyps met vuurspuwende waterkranen, kankers, radioactieve besmetting, aardbevingen, en ander onheil.

Dit welles-nietesspel brengt ons natuurlijk nergens, zeker als we hier in het dichtbevolkte en milieubewustere Europa - met doorgaans kleinere schaliegasvelden - de nodige lessen willen trekken uit het Amerikaanse schaliegasavontuur. Alle betrokken partijen zullen uiteindelijk wel een vergelijk moeten vinden(zie ook 'Uit de loopgraven'). Anders zullen er op het einde van het verhaal alleen maar verliezers achterblijven. En hier moet de overheid - en dus de politiek - zijn verantwoordelijkheid nemen door het initiatief naar zich toe te trekken, niet alleen om een breed maatschappelijk debat op gang te trekken, maar ook en vooral om het kortetermijndenken te overstijgen. De 'vrije markt' vertrekt immers vanuit een te eng, 'eendimensionaal' perspectief, met name de exploratie en exploitatie van één enkele energiebron, zonder rekening te houden met de andere mogelijkheden die de ondergrond te bieden heeft.

 

Een ruimtelijke ordening van de ondergrond

De ondergrond is meer dan schaliegas of steenkoolgas alleen. Meer en meer wordt er naar de ondergrond gekeken, niet alleen voor tal van natuurlijke rijkdommen, waaronder grondwater, primaire bouwmaterialen (bv. klei, zand), conventionele (bv. steenkool) en niet-conventionele (bv. steenkoolgas) 'fossiele' energiebronnen, alsook diverse vormen van 'duurzame', 'groene' geothermische energie. Maar ook dient de ondergrond steeds meer als een ‘infrastructuur’ met het oog op de berging van bruikbare materialen (bv. de ondergrondse gasopslag in Loenhout), en van afvalstoffen. Zo is er eerst en vooral de geologische berging van hoogradioactief afval, de enige wetenschappelijk verantwoorde optie (zie ook 'De laatste rechte lijn'), maar ook Carbon Capture and Storage (CCS), een onontkoombare noodzaak om het toekomstige gebruik van fossiele energiebronnen 'klimaatneutraal' te maken (door de opslag van koolzuurgas in de ondergrond).

Deze figuur geeft duidelijk aan op hoeveel manieren we een beroep doen en nog zullen doen op de - al of niet - diepe ondergrond. De nood aan planning wordt hiermee overduidelijk geïllustreerd (Rijksoverheid Nederland - structuurvisie ondergrond).

 

De ondergrond heeft dan ook een veelheid van mogelijke toepassingen. En deze verschillende toepassingen zouden wel eens in 'elkaars vaarwater' kunnen terechtkomen. Meervoudig gebruik van een stuk van de ondergrond is zo goed als uitgesloten en zeker te vermijden. Een deel van de ondergrond dat ideaal zou zijn voor de winning van geothermische energie, gaan we toch niet in beschouwing nemen voor een geologische berging, enz. Langs de ene kant weten we - binnen de geologische departementen aan de universiteiten en wetenschappelijke instellingen - al heel veel over onze ondergrond. Al deze informatie dient echter samengebracht te worden in een inventaris van mogelijke toepassingen van de ondergrond (zie bijvoorbeeld VRODO-project van het Nederlandse TNO). Langs de andere kant weten we over andere aspecten zo goed als niets en is er dringend nood aan onderzoek. Zo is bijvoorbeeld het potentieel van schaliegas in België totaal ongekend. Elke langetermijnstrategie die uitgaat van een duurzaam en geïntegreerd gebruik van de ondergrond kan dan ook alleen maar als alle potentiële toepassingsmogelijkheden geïnventariseerd worden, en in kaart - in drie dimensies - worden gebracht. Enkel zo kunnen prioritaire bestemmingen worden toegewezen aan delen van de ondergrond, dit liefst in samenspraak met alle betrokkenen, gaande van industriële partners tot lokale gemeenschappen. Dit alles moet vervolgens uitmonden in een driedimensionele ruimtelijke ordening van de ondergrond. Een dergelijk 'Ruimtelijk Plan Ondergrond' is een opdracht van de overheid (zie bijvoorbeeld Structuurvisie Ondergrond in Nederland). Deze oefening moet elke vergunningstoekenning voorafgaan, net zoals aan het aardoppervlak gebeurt.

 

Langetermijnstrategie

Onderzoek naar ontginbare voorraden maakt echter ook deel uit van een dergelijke langetermijnstrategie. Weten welke voorraden in de ondergrond zitten, wil niet noodzakelijk zeggen dat deze voorraden sowieso moeten worden ontgonnen. Deze economische kortetermijnlogica moet worden doorbroken. In de huidige klimaatcrisis is het immers bijna vanzelfsprekend dat de niet-conventionele - 'fossiele' - energievoorraden niet aangesproken worden en dus diep in de ondergrond blijven steken. Maar hun toekomstige uitbating mag ook weer niet gehypothekeerd worden door andere ondergrondse activiteiten. Niemand weet wat de toekomst brengen zal.

Ook investeren in innovatief onderzoek op zoek naar 'propere' ontginningstechnieken en ontginningsconcepten met minimale impact op milieu en omgeving, en maximale voordelen voor de lokale en regionale maatschappij, maakt deel uit van een langetermijnstrategie. Europa mag zich dan ook niet blindelings in een schaliegasavontuur storten, maar moet het voortouw nemen in onderzoek en ontwikkeling. Dit kan gebeuren door bijvoorbeeld een wetenschappelijk ondersteund proef- en demonstratieproject rond schaliegasontginning, om zo know how op te bouwen. Alles wijst er immers op dat tegen 2035 er wereldwijd 40% meer energie nodig zal zijn en dat de voornaamste bron nog steeds fossiele energiebronnen zullen zijn, waaronder de verschillende niet-conventionele energiebronnen. Door te investeren in onderzoek en ontwikkeling kan - en moet - Europa er alles doen dat deze onvermijdelijke evolutie een minimale milieu-impact heeft, zowel door in te zetten op 'propere' ontginningconcepten van niet-conventionele energiebronnen als op de geologische berging van koolzuurgas (CCS).

We hebben een duidelijke keuze. Ofwel blijven we het conflict cultiveren en graven de voor- en tegenstanders zich dieper dan ooit in in hun 'Grote Gelijk'. Beide partijen zitten zo gevangen in een kortetermijndenken. Ofwel gaan we in dialoog en bouwen we aan een constructief, toekomstgericht verhaal waar iedereen op (middel-)lange termijn uitkomt als winnaar. Maar hiervoor moet men durven afwijken van platgetreden paden. De overheid moet hier zijn verantwoordelijkheid nemen door te investeren in een 'Ruimtelijk Plan Ondergrond', en zo een duidelijk, algemeen gedragen, kader te creëren voor het toekomstig gebruik van de ondergrond. Zo werken we op lange termijn, en laten we ons niet verleiden door de sirenenzang van de 'Golden Age of Gas', dat trouwens wel eens op een 'shale gas bubble' zou kunnen uitdraaien. De overheid moet hierin de weg tonen en niet zomaar achter de feiten aanhollen in een sluipende besluitvorming van vergunning tot vergunning. De ondergrond met al zijn natuurlijke rijkdommen en mogelijkheden mag en kan niet geprivatiseerd worden. De ondergrond behoort tot ons allen toe!

 

Deze tekst is geschreven op vraag van de partij GROEN! ter voorbereiding van het impulscongres #IMPULS, dat in oktober 2013 georganiseerd wordt. Deze tekst is dan ook voor het eerst gepubliceerd op de volgende webpagina (5 juni 2013). Deze visietekst is dan ook opgenomen in het impulsboek in het deel Klimaat & Gezondheid (pagina 204-206).

Andere teksten rond schaliegas en steenkoolgas in het kader van het impulscongres #IMPULS:

 

In Nederland is dit proces al in gang gezet in 2011 op initiatief van het Ministerie van Infrastructuur en Milieu:

 

Over de nood van een ruimtelijk plan ondergrond en de nood aan een genuanceerde visie op schaliegaswinning wordt ook dieper ingegaan in een interview gepubliceerd in het EOS WEEKBLAD van 10 januari 2014:

 

 



Geschreven in Onderzoek | 0 Reacties | Vaste link | Afdrukken


500 miljoen jaar spanning in Katanga

18. Juni 2013, 13:00

Voor vele generaties Belgische geologen is de Congolese provincie Katanga synoniem aan de ontginning van overvloedige rijkdommen aan koper en kobalt. De Katangese en Zambiaanse kopergordel ('copper belt') behoort dan ook tot een van de rijkste metallogenetische provincies in de wereld. Deze kopergordel - ook wel de Lufilische Boog ('Lufilian Arc') genoemd - vindt zijn oorsprong in de laat-precambrische tot vroeg-cambrische gebergtevorming - ongeveer 530 miljoen jaar geleden - dat het resultaat is van het samensmelten van twee cratonische blokken (Kalahariblok in het zuiden; Congo-Tanzaniablok in het noorden) tijdens de 'assemblage' van het supercontinent Gondwana. De koper- en kobaltertsen zijn terug te vinden in een dik pakket sedimenten dat geaccumuleerd is langs een (passieve) continentrand sinds het opbreken van het supercontinent Rodinia, zo'n 850 miljoen jaar geleden, tot en met de afbraak van het Lufilische gebergte zelf, zo'n 530 miljoen jaar geleden. Tijdens deze meer dan 300 miljoen jaar lange evolutie van zowel het sedimentaire bekken als het gebergte, deden zich meervoudige fasen voor van uitloging, (re-)mobilisatie, concentratie en neerslag van ertsmineralen. Het uiteindelijke resultaat is de 'world class' ertsafzetting van de Congolese en Zambiaanse kopergordel.

Op deze geologische kaart is de Lufilische Boog ('Lufilian Arc'), dus de kopergordel, te zien temidden de diverse cratonische blokken die het Centraal-Afrikaanse continent opbouwen (Kipata et al. 2013). Ook zijn de aardbevingshaarden (zwarte punten) en warmwaterbronnen (rode punten) aangeduid. Het Mwerumeer ('L. Moero') en de Upembadepressie zijn de eerste tekenen van de vorming van een nieuwe tak van het Oost-Afrikaanse riftsysteem.

Vooral vanuit economisch standpunt is dit hele Lufilische verhaal tot in het kleinste detail bestudeerd. Maar wat is er sindsdien gebeurd in de Lufilische Boog? Het kan toch niet zijn dat in de daarop volgende 500 miljoen jaar niets meer gebeurd is in het hart van het Afrikaanse continent! Net dat is wat we uitgezocht hebben. Maar om dat verhaal te kunnen reconstrueren, hebben we een 'wetenschappelijke truk' moeten uithalen met al de kleine breukjes, spleten en barsten - zelfs soms opgevuld met ertsmineralen (zie foto) - waarvan het gesteente vol zitten.

Het gesteente zit vol barsten en spleten, vaak opgevuld met waardevolle ertsmineralen, zoals bijvoorbeeld malachiet. Deze foto is genomen in de groeve van Luiswishi (© Manuel Sintubin 2005). 

 

Van breukvlak naar spanningsveld

We vertrekken vanuit een aantal aannames, o.a. vanuit de rotsmechanica, toegepast op breukwerking. We gaan er namelijk vanuit dat een breukvlak ideaal gaat schuiven als de schuifspanning op het breukvlak het grootst is (dit noemen we in het jargon de 'maximum critical resolved shear stress'). Dat gebeurt als het breukvlak onder een ideale hoek van ongeveer 30° staat ten opzichte van de grootste spanningsvector (sigma1) (zie figuur). In breukexperimenten ontstaat zo een geconjugeerde set van twee breukvlakken, telkens onder een hoek van ~30° ten opzichte van de grootste spanningsvector (sigma1); de snijlijn tussen de twee geconjugeerde breukvlakken komt overeen met de intermediaire spanningsvector (sigma2); en de kleinste spanningsvector (sigma3) staat onder een hoek van ~60° ten opzichte van de twee geconjugeerde breukvlakken (zie figuur). Deze drie hoofdspanningsrichtingen, die het spanningsveld vertegenwoordigen, staan onderling steeds loodrecht op elkaar.

Nu kunnen we dit principe omdraaien en vertrekken van het resultaat van de aangelegde spanning, namelijk het breukvlak. Wanneer er zich een verschuiving voordoet op een breukvlak dan laat dit immers sporen na, striae (zie foto). Deze sporen geven eigenlijk de richting weer van de maximale schuifspanning. Ideaal vinden we dan de grootste spanningsvector (sigma1) in het vlak loodrecht op het breukvlak en parallel aan de striae onder een hoek van ~30° ten opzichte van het breukvlak.

Op dit breukvlak zijn duidelijke striae te zien (van linksonder naar rechtsboven); hieruit kunnen we dan de oriëntatie van het paleospanningsveld afleiden dat verantwoordelijk is geweest voor deze breukbeweging. Deze foto is genomen in de groeve van Dikulushi (© Manuel Sintubin 2005).

Maar de wereld is niet ideaal! Vaak worden breukjes geactiveerd die niet ideaal georiënteerd zijn. Om dit euvel te omzeilen, doen we nu een beroep op een methode die aangewend wordt om de breukbeweging die een aardbeving veroorzaakt, te achterhalen vanuit de aardbevingsgolven zelf. We kennen deze methode als focaal mechanisme oplossing ('focal mechanism solution'). Hierbij wordt een hulpvlak ('auxiliary plane' op figuur) in het leven geroepen die de ruimte rond een verschoven breukvlak in vier sectoren indeelt. Al naargelang de 'eerste aankomst' ('first arrival') van de compressiegofl (P-golf) - 'up' of 'down' - op de seismometer kan men dan afleiden of het seismisch station zich situeert in de compressiesector (P op figuur) of de reksector (T op figuur). En zo - wanneer gegevens uit een veelheid van seismische stations wordt samengebracht - kan men dan afleiden met welk type breukwerking we te maken hebben (zie figuur). 

 

Dit principe passen we nu toe op een breukje met striae. Loodrecht op het breukvlak ('fault plane' op figuur) en loodrecht op de striae wordt nu een hulpvlak verondersteld ('auxiliary plane' op figuur). Vanuit de theorie weten we nu dat de intermediaire spanningsvector (sigma2) volgens de snijlijn van beide vlakken gelegen is. De grootste (sigma1) en kleinste spanningsvector (sigma3) liggen nu respectievelijk 'ergens' in de compressie- en reksector, maar waar exact weten we niet.

Vandaar dat we deze oefening nu gaan uitvoeren op een veelheid van breukvlakjes met striae. Elk van deze breukvlakjes heeft een lichtjes andere oriëntatie. Dit maakt dat ook de sectoren lichtjes anders zullen georiënteerd zijn. En zo wordt het overlappende deel van de compressie- en reksectoren steeds kleiner ... en uiteindelijk kunnen we de oriëntatie van de hoofdspanningsrichtingen vrij goed vastleggen. Het paleospanningsveld dat verantwoordelijk was voor de breukwerking op al die - al of niet ideaal georiënteerde - breukvlakjes, is bepaald. We gaan hier natuurlijk uit van de veronderstelling dat al de opgemeten breukjes met striae hetzelfde spanningsveld materialiseren!

Bij de aanvang van een studie weten we echter niet of alle verschoven breukvlakjes tot éénzelfde spanningsveld behoren. Dat vormt nu de belangrijkste vraagstelling in een paleospanningsveldanalyse die stoelt op geautomatiseerde spanningsinversiemethoden ('stress inversion methods') op basis van breukverschuivingsgegevens ('fault slip data'). Het vertrekpunt is dus een grote verzameling van opgemeten breukvlakjes met hun schuifbeweging. Uit dit grote gegevensbestand gaan we nu verschillende spanningsvelden distilleren. Dit gebeurt in een iteratief proces aan de hand van computerprogramma's om uiteindelijk tot een 'best fit' oplossing te komen, waarbij elke breukvlakje met striae in verband kan gebracht worden met één specifiek paleospanningsveld.

 

500 miljoen jaar spanning in Katanga

Een dergelijke paleospanningsveldanalyse hebben we nu uitgevoerd over de ganse Katangese kopergordel. In 22 meetstations verspreid over de Lufilische Boog zijn er in totaal 1889 breukverschuivingsdata verzameld. Dit is voor het eerst dat een dergelijke uitgebreide analyse over zo'n groot gebied wordt toegepast. Het resultaat van de paleospanningsanalyse is uiteindelijk het verhaal van 500 miljoen jaar variatie in spanningsopbouw in de Katangese kopergordel. Acht verschillende spanningsvelden konden worden gedistilleerd (zie tabel uit Kipata et al. 2013). Uiteindelijk was het mogelijk deze in relatie te brengen met geodynamische gebeurtenissen dichtbij ('near field') - in de Lufilische Boog zelf - of verweg ('far field') - langs de randen van de tektonische plaat (eerst Gondwana, dan Afrika).

 

Het oudste spanningsveld (1) is nog in verband te brengen met het hoogtepunt van de Lufilische gebergtevorming, zo'n 530 miljoen jaar geleden. Wat de reconstructie van dit spanningsveld echter ook - voor het eerst(!) - aantoont, is dat het gebergte toen nog niet gebogen was, maar recht. Het volgende spanningsveld (2) beperkt zich tot het centrale deel van het Lufilische gebergte. Deze 'constrictie' heeft alles te maken met het grootschalig plooien van het gebergte dat uiteindelijk aanleiding heeft gegeven tot de Lufilische Boog zoals we deze nu zien. De Lufilische Boog is dan ook een orocline, of 'geplooid gebergte'. Tijdens deze fase ontstaat een belangrijke verticale doorlatendheid in de kern van het geplooide gebergte met een remobilisatie van de mineraliserende vloeistoffen tot gevolg. Vervolgens zijn er drie spanningsvelden die in verband kunnnen gebracht worden met het 'gravitair ineenstorten' van het Lufilische gebergte, typisch voor het einde van de levenscyclus van elk gebergte. Opeenvolgend vinden we een fase (3) van regionale laterale schuifvervormingsbreuken (zie ook 'strike-slip'), een transtensiefase (4), en een fase van een boogparallelle rek (5). Ook deze laatste fase, gekenmerkt door een tektonische inversie van compressie naar rek (zie ook 'Water onder druk'), kent een belangrijke remobilisatie van de mineraliserende vloeistoffen. Dit sluit nu de Lufilische cyclus af, zo'n 500 miljoen jaar geleden.

Een jonger spanningsveld (6) reflecteert opnieuw een tektonische inversie (transpressie). Om dit spanningsveld te verklaren, moeten we echter over de grenzen kijken. Dit spanningsveld blijkt de 'far field' uitdrukking te zijn van een gebergtevorming - de 'Cape orogeny' - dat zich zo'n 250 miljoen jaar gelden voordeed langs de zuidrand van Gondwana (in het huidige Zuid-Afrika). Nadien gaan rekspanningen het Centraal-Afrikaanse continent domineren, niet alleen ten gevolge van het opbreken van het supercontinent Pangea en de vorming van de zuidelijke Atlantische oceaan, maar ook omwille van de ontwikkeling van de Oost-Afrikaanse rift (vanaf zo'n 30 miljoen jaar geleden). De twee jongste spanningsvelden (7 & 8), beiden in rek, zijn dan ook in verband te brengen met de embryonale ontwikkeling van een nieuwe, noordoost-zuidwest georiënteerde tak van het riftsysteem - van in het zuidelijke deel van het Tanganyikameer tot in de Okavangodelta. Ten noordoosten van de Lufilische Boog zien we reeds de gevolgen hiervan in het landschap (bv. het Mwerumeer afgelijnd met een actieve breuk langs zijn noordrand). Ook de warmwaterbronnen en aardbevingen wijzen op de verhoogde tektonische activiteit. Het jongste spanningsveld (8) komt trouwens overeen met het heersende spanningsveld afgeleid uit de 'focaal mechanisme analyse' van de aardbevingen. Maar wat onze studie aantoont, is dat dit spanningsveld ook al zijn sporen (breukjes met striae) nalaat temidden het oude Lufilische gebergte, de eerste tekenen dat de riftvorming de kopergordel bereikt heeft.

 

Geoscience for Society

Dit puzzelwerk heeft de sluier ten dele opgelicht van wat er zich in de kopergordel afspeelde na de Lufilische gebergtevorming, zo'n 530 miljoen jaar geleden. In de nadagen van de gebergtevorming hebben we zo nog een belangrijke rekfase - na een tektonische inversie - kunnen aantonen die zorgde voor een verhoogde remobilisatie van de mineraliserende vloeistoffen, en dus een verdere concentratie van de hooggradige ertsen. Maar nog belangrijker is dat we voor het eerst de prille breukwerking die in verband kan gebracht worden met het huidige spanningsveld, hebben vastgelegd middenin de kopergordel. Dit betekent dat het aardbevingsrisico in de kopergordel niet langer kan worden genegeerd. We bieden dan ook een eerste aanzet om dit aardbevingsrisico verder in kaart te brengen ... of hoe een door nieuwsgierigheid gedreven onderzoek plots maatschappelijk uitermate relevant wordt!

 

 

Deze blog is geschreven naar aanleiding van het doctoraal proefschrift van Dr. Louis Kipata Mwabanwa binnen de Onderzoeksgroep Geodynamica & Geofluïda van het Departement Aard- en Omgevingswetenschappen aan de KU Leuven.

© Manuel Sintubin & Louis Kipata Mwabanwa 2013



Geschreven in Onderzoek | 0 Reacties | Vaste link | Afdrukken


400

17. Mei 2013, 10:00

Hoera! Proficiat! We hebben het gehaald, de 400 ppmv! Op 9 mei 2013 registreerde de NOAA 400,03 ppmv als daggemiddelde atmosferische koolzuurgasconcentratie op het Mauna Loa Observatory op de hoogste top van het Hawaïaanse Big Island. Of was het weldegelijk 400,03 ppmv (N0AA) of toch 'maar' 399,73 (Scripps)? "De wereld is een nieuwe gevarenzone binnengetreden" liet de klimaatverantwoordelijke van de VN, Christiana Figueres, dan ook onmiddellijk weten. Heeft u er iets van gemerkt? Ik niet! Kortom "much ado about nothing"?

Deze memorabele dag werd trouwens al enkele weken geleden aangekondigd. Ook in de Vlaamse media. De Morgen kopte "CO2-niveau voor het eerst in de geschiedenis boven alarmpeil" (DM, 29.04.2013). De Standaard had het over een "alarmniveau" (DS, 29.04.2013); The Guardian over een "milestone" (The Guardian, 29.04.2013). Alarmpeil, Alarmniveau, Alarmfase Rood, ... het moet duidelijk zijn dat deze termen totaal geen Aardse betekenis hebben. Het heeft een zuivere symboolwaarde! De wereld is op 9 mei 2013 geen nieuwe gevarenzone binnengetreden!

Trouwens, wat betekent de 400,03 ppmv op 9 mei 2013. Dit is een daggemiddelde binnenin de seizoensvariatie van de atmosferische koolzuurgasconcentratie. Deze koolzuurgasconcentratie piekt op het noordelijke halfrond steeds rond mei. Zo was de maximumwaarde in mei 2012 ongeveer 396 ppmv. Tegen oktober zakt de koolzuurgasconcentratie naar een minimumwaarden, ongeveer 391 ppmv in oktober 2012 (zie figuur). De seizoensvariatie bedraagt gemakkelijk ~5 ppmv. Die seizoensvariatie heeft alles te maken met de opname van het koolzuurgas door de biosfeer. Vanaf de lente veroorzaakt de plantengroei een massale opname van koolzuurgas. En dat dit zeer opvallend is in het noordelijke halfrond heeft alles te maken dat het grootste deel van de continentale massa zich op het noordelijke halfrond bevindt ... weerom een geologische toevalstreffer. Dus in oktober 2013 zal de wereld "terug uit de gevarenzone" zijn ... Oef! 

In de geologische tijd blijkt dat we tenminste moeten teruggaan tot het plioceen - dus zo'n 3 à 5 miljoen jaar - om een vergelijkbare atmosferische koolzuurgasconcentratie te vinden. Dit was een tijd dat "de dinosauriërs uitgestorven waren en er van de mens nog geen sprake was" (DM, 29.04.2013; DS, 29.04.2013). Bedenk dat de dinosauriërs al 60 miljoen jaar eerder uitgestorven zijn (zucht)! En één van onze 'voorouders', Homo habilis, dook toen op in de Afrikaanse savannes.

Er wordt dan ook geopperd dat het overschrijden van deze magische grens van 400 ppmv ons terugbrengt naar de pliocene wereld, een wereld waarin het globaal 2 à 3 graden warmer was dan nu, een wereld waarin het zeeniveau ongeveer 40 meter hoger lag dan nu. Een dergelijke vergelijking houdt geologisch echter totaal geen steek! De Aardse geschiedenis is niet omkeerbaar. De Aardse geschiedenis gaat één richting uit ... voorwaarts! Of zoals Stephen Jay Gould (1941-2002) het vatte in de titel van één van zijn boeken: "Time's Arrow, Time's Cycle". De klimaatdynamiek was tijdens het plioceen immers totaal anders dan nu. Sinds de vroeg-eocene broeikaswereld - met atmosferische koolzuurgasconcentraties van meer dan 1000 ppmv - zo'n 50 miljoen jaar geleden, is het Aardse klimaat onderhevig geweest aan een "Global Cooling". Deze 'duik in de ijskelder' eindigt met de aanvang van de pleistoceenglaciatie, 2.588.000 jaar geleden. Sindsdien zitten we 'gevangen' in een afwisseling van ijstijden - met atmosferische koolzuurgasconcentraties van 180 tot 210 ppmv - en tussenijstijden - met atmosferische koolzuurgasconcentraties van 280 tot 300 ppmv.

De klimaatdynamiek tijdens het plioceen valt dan ook niet te vergelijken met de huidige klimaatdynamiek. De wereld was nog steeds aan het afkoelen. Vandaar dat het nog 2 à 3 graden warmer was dan nu, en de atmosferische koolzuurgasconcentratie meer dan 400 ppmv was. Het plioceen was een tijd waarin de Antarctische ijskap nog steeds aan het aandikken was en waarin de noordelijke ijskap pas begint te groeien. Vandaar dat het zeeniveau nog heel wat hoger lag dan tijdens de pleistoceenglaciatie.

De huidige klimaartsituatie is uniek in de Aardse geschiedenis. Tijdens een tussenijstijd, tenmidden een ijskelderwereld - met extreem lage atmosferische koolzuurgasconcentraties -  veroorzaakt Homo Sapiens een extreem snelle en dramatische toename in de atmosferische koolzuurgasconcentratie (zie ook 'Op weg naar een hyperthermische gebeurtenis'). Wat daarvan de klimatologische gevolgen zullen zijn, dat zullen enkel onze verre nazaten binnen een paar duizend jaar - hopelijk nog - kunnen vertellen. 

 

 

 

 

 



Geschreven in Klimaat | 1 Reacties | Vaste link | Afdrukken


Uit de loopgraven

18. Maart 2013, 22:00

Voor- en tegenstanders van de winning van schaliegas hebben zich meer dan ooit ingegraven in hun eigen 'grote gelijk'. Hierbij zijn beide partijen zeer selectief in de gebruikte argumentatie en spelen ze vaak op de man en niet op de bal. De tegenstanders pakken uit met al wat fout kan gaan, terwijl de voorstanders de 'Golden Age of Gas' prediken. Dit welles-nietesspel wordt niet alleen in de klassieke media uitgevochten, zoals verder blijkt uit de veelheid van artikels en opiniestukken in de internationale pers, maar ook steeds meer via de sociale media, zoals twitter (bv. @schaliegasvrij, @stopgazdeschiste, @MarcellusShale) . In deze ware loopgravenoorlog is geen plaats meer voor een middenweg, noch voor een genuanceerd en beargumenteerd standpunt, laat staan voor een open debat. Als het niet 'in het kraam' van de ene of de andere partij past, wordt elk onafhankelijk standpunt afgedaan als 'gekleurd' of 'gekocht' door de tegenpartij. Zo komen we natuurlijk geen stap verder. En als alle partijen in hun loopgraven blijven, zullen er op het einde van het verhaal alleen maar verliezers achterblijven.

Schaliegas wordt vaak aanzien als de game changer in het energiedebat. Deze schaliegasrevolutie speelt zich actueel inderdaad af in de Verenigde Staten, 'gezegend' met uitgestrekte voorraden aan gasschalies - met alom gekende namen als de Marcellus Shale, Barnett Shale of Bakken Shale. Een ware shale gas boom voltrekt zich aan de andere kant van de Atlantische Oceaan ('The new boom: Shale gas fueling an American industrial revival', The Washington Post, 15.11.2012) ... of gaat het uiteindelijk toch uitdraaien op een shale gas bubble ('The Fracked-up USA Shale Gas Bubble', Global Research, 13.03.2013)? Voor de voorstanders verzekert het schaliegas de VS voor meer dan 100 jaar energiezekerheid, terwijl tegenstanders de ontginbare voorraden eerder inschatten voor 'slechts' enkele decennia. Schaliegas is in de VS vooral een kwestie van geostrategische belang, met name de volledige energieonafhankelijkheid. Deze zou al in 2020 een realiteit zijn. Ook zuiver economische redenen, zoals jobs en goedkope energieprijzen, spelen een cruciale rol om massaal in te zetten op de schaliegasontginning. De voorstanders schermen bovendien met de positieve klimaateffecten door het vervangen van steenkool door schaliegas. Het 'propere' schaliegas produceert immers maar de helft koolzuurgas per kilowattuur dan het 'vuile' steenkool. Zo wordt schaliegas geprezen als de sleutel om de transitie naar een koolstofarme energievoorziening te bewerkstellingen ('Fracking: the monster we greens must embrace', The Guardian, 15.03.2013). Schaliegas als 'bondgenoot' van de hernieuwbare energiebronnen! Ook zorgt de schaliegasrevolutie er voor dat er geen nood meer is in de VS om 'stokoude' kerncentrales toch nog langer open te houden ('Another casualty of the shale gas boom: Nuclear power', The Washington Post, 21.02.2013). Ook de kernuitstap krijgt hier dus een duwtje in de rug door schaliegas!Toch allemaal ontwikkelingen die als muziek in de oren van de ecologisten zou moeten klinken. Waarom zijn ze er dan tegen?

De klimaatvoordelen worden vooreerst sterk in vraag gesteld, zeker door klimaatdeskundigen. Vooreerst is en blijft schaliegas een fossiele brandstof. De reductie van koolzuurgasemissie is dan ook een schijnargument. Bovendien bestaat schaliegas uit methaan, een veel sterker (21 maal) broeikasgas dan koolzuurgas. Bij de hele schaliegasproductie is er een enorm verlies aan gas door lekken. Michael E. Mann, de man van de iconische hockey stick, verwoordde het als volgt: "We may be reducing our carbon dioxide emissions, but it is possible that we are actually increasing the greenhous gas problem with methane emissions" ('Fracking, PR, and the Greening of Gas', The International, 16.03.2013). Al wordt ook deze stelling weerom weerlegt door de voorstanders ('MIT: The Facts On Fracking Methane Emissions', Energy Tomorrow, 28.11.2012).

De tegenstanders van schaliegas pakken vooral uit met alle ongemakken - groot en klein - voor de lokale gemeenschappen. Hierbij focussen zij zich vooral op het fracken, de aangewende techniek om het schaliegas uit het moedergesteente vrij te krijgen. Hiervoor zijn nu eenmaal gigantische hoeveelheden water ('The Myth of Purifying Fracking Water in Saudi America: The Competition Between Food, Drink and Energy Needs', Truthout, 29.01.2013) en zand ('Mining sand for fracking causes friction in Wisconsin', LA Times, 19.11.2012) nodig. Deze moeten enerzijds ontgonnen worden, en anderzijds aangevoerd worden naar de boorplaatsen. In de VS leidt dit tot een komen en gaan van tank- en vrachtwagen, die voor heel wat overlast zorgen in voordien rustige landelijke dorpen en stadjes. 'Voor wat hoort wat' is het excuus van de voorstanders. Economische bloei heeft uiteindelijk een prijs, niet?

En dan zijn er de chemicaliën, die vooral dienen om de wrijving te verminderen, de viscositeit van de frac-vloeistof te vergroten, en bacteriën te doden. Over deze chemicaliën wordt heel wat mist gespuid. Voor de ene zijn het onschuldige keuken- en tuinchemicaliën, waarover in volle transparantie door de frac-bedrijven gecommuniceerd wordt (zie bv. FracFocus); voor de andere zijn dit toxische mengsels, waarover de frac-bedrijven zeer geheimzinnig doen. En wat met al dat frac-water, eenmaal het na een frac job terug opgepompt wordt naar de oppervlakte. Tegenstanders halen dan telkens weer het iconische beeld van de vuurspuwende keukenkraan boven uit de documentaire Gasland (al blijkt dit achteraf een hoax te zijn).

Voor hen is het een uitgemaakte zaak dat het sterk vervuilde - en bovendien radioactieve - frac-water grond- en oppervlaktewater aantasten. Het opgepompte water moet weerom getransporteerd worden; weerom een komen en gaan van tankwagens. Voorstanders trachten dit alles te ontkrachten door er op te wijzen dat fracking al meer dan vijftig jaar wordt aangewend in de conventionele olie- en gaswinning zonder dat er ooit iemand om kraaide. Business as usual!

En dan zijn er nog de aardbevingen, waarmee de burgers bang worden gemaakt, al is het verre van uitgemaakt dat fracking en dus de schaliegaswinning aardbevingen van enige betekenis veroorzaakt ('Did Fracking Cause Oklahoma's Largest Recorded Earthquake?', Scientific American, 14.11.2011). De verhoogde seismiciteit is vooral in verband te brengen met het terug injecteren van het gebruikte frac-water in de diepe ondergrond ('Studies Link Earthquakes to Wastewater from Fracking', MIT Technology Review, 14.12.2012). En ga zo maar door ...

Voorstanders trachten dan weer deze lokale 'ongemakken' zoveel mogelijk te minimaliseren met het argument dat elke industriële activiteit nu eenmaal niet vrij is van enig risico. Daar valt natuurlijk geen speld tussen te krijgen, maar de vraag blijft dan natuurlijk aan hoeveel risico men een 'lokale' gemeenschap blootstelt voor het zogenaamde 'algemene belang', gevangen in een globale 'marktgerichte' logica.

 

Dit welles-nietesspel brengt ons dan ook nergens, zeker als we hier in het dichtbevolkte en milieubewustere Europa - met doorgaans ook veel kleinere gasschalievelden - de nodige lessen willen trekken uit de shale gas rush in de VS. Alles wijst erop dat voor- en tegenstanders zich goed hebben ingegraven in hun loopgraven. Frack-bedrijven - en hun zogenaamde 'bondgenoten' in wetenschappelijke instellingen - kondigen aan dat ze koste wat het kost hun zin zullen doordrijven ('Lord Browne promises to invest 'whatever it takes' in UK fracking', The Guardian, 12.03.2013) en zich de schaliegasrijkdom niet zullen laten ontnemen door wat 'groene fundi's'. De tegenstanders werken dan weer in op de lokale gemeenschappen door hen de schaliegasapocalyps voor te schotelen met vuurspuwende kranen, aardbevingen, kankers, radioactiviteit, en andere gezondheids- en milieuproblemen (zie bv. Schaliegasvrij Nederland). Een ware hersenspoeling van burgers zodat zij gewoon tegen alles zijn wat van ver of dicht met de ontginning van de ondergrond te maken heeft, het fameuze BANANA - of 'Build Absolutely Nothing Anywhere Near Anyone'. Lokale besturen worden opgehitst om zich 'schaliegasvrij' te verklaren.

Hoe krijgen we nu beide partijen uit die loopgraven? Wensen we hier in Europa niet dezelfde fouten te maken als in de VS en niet ondoordacht een schaliegasavontuur aan te vatten, dan is het hoogstnoodzakelijk dat alle betrokken partijen uiteindelijk wel een vergelijk vinden. En hier moet de overheid - en dus de politiek - zijn verantwoordelijkheid nemen door het hele proces van onderzoek, exploratie en mogelijke exploïtatie strikt in handen te nemen. Het gaat uiteindelijk over eenieders natuurlijke rijkdommen zowel onder- als bovengronds!

Laten we eerst en vooral investeren in echt 'onafhankelijk' onderzoek - aan universiteiten en wetenschappelijke instellingen - naar de aanwezige voorraden (resourses) in onze ondergrond, zowel van schaliegas, steenkoolgas, geothermie, .... Weten wat er in de ondergrond zit, betekent niet noodzakelijk dat het 'moet' ontgonnen worden. Kennis van mogelijk te winnen energievoorraden in de eigen ondergrond kan immers ook beschouwd worden als een 'appeltje voor de dorst', mogelijk aan te spreken in tijden van nood. Laten we vervolgens - samen met industriële partners en milieubewegingen - investeren in innovatief onderzoek naar 'propere' ontginningstechnieken en de ontwikkeling van ontginningsconcepten die een zo minimaal mogelijke impact hebben om milieu en omgeving. Dit kan gestalte krijgen in innovatieve, kleinschalige proefprojecten. In plaats van zich blindelings in een Amerikaans - puur marktgestuurd - schaliegasavontuur te storten, kan Europa hierdoor terug het voortouw nemen en de ontwikkelde know how exporteren naar de groeilanden die in de toekomst - of we het nu graag zien gebeuren of niet - schaliegas massaal zullen ontginnen. Maar laat vooral de schaliegasvoorraden zitten waar ze nu zitten, diep in de ondergrond. Want eenmaal we overgaan tot ontginning, is er geen weg terug en zal elke ontginningsput maximaal moeten renderen.

Schaliegas is en blijft een fossiele brandstof. Als we zonder kunnen, des te beter! Net door zijn potentiële rijkdom aan 'conventionele' of 'niet-conventionele' fossiele brandstoffen niet aan te spreken, maakt een overheid immers een duidelijk statement dat het hen menens is met de omschakeling naar een koolstofarme toekomst!

 

 



Geschreven in Klimaat | 0 Reacties | Vaste link | Afdrukken


Carpe diem

16. Februari 2013, 14:00

Terwijl iedereen in de ban was van de aardscheerder 2012 DA14, die op nauwelijks 28.000 km langs de Aarde voorbijschoot, sloeg de verrassing - letterlijk als een donderslag bij heldere hemel - enkele uren eerder toe boven de Russische miljoenenstad Chelyabinsk. Is dit enkel een kosmisch 'fait divers' of eerder een waarschuwig dat we misschien net de foute objecten in het 'kosmische schietkraam' waarin we leven, in het oog houden?

 

Eerst even wat nomenclatuur

Met al dat gegoochel met termen in de media, is het misschien best eerst even de puntjes op de i te zetten wat het correct woordgebruik betreft. Asteroïden zijn steenachtige brokstukken die zich in een baan rond de Zon bewegen. Deze hemellichamen kunnen qua grootte variëren van stofdeeltjes tot kleine planetoïden met een diameter tot ongeveer 1.000 km. Het merendeel van dit ruimtepuin heeft een diameter tussen 20 en 30 km, een zeer onregelmatige vorm, en is terug te vinden in de planetoïdengordel tussen Mars en Jupiter (tussen 2,1 en 3,3 AU). Ook tussen 0,9 en 1,3 AU vinden we nog een zwerm asteroïden, de aardscheerders. De kleinste stofdeeltjes en brokstukken, met een diameter van minder dan 10 meter, worden ook wel meteroïden genoemd. De grotere exemplaren onder de asteroïden worden ook planetoïden genoemd (al wordt in het Nederlands de term planetoïde bij voorkeur gebruikt in plaats van asteroïde). Als nu zo'n asteroïde in de aardse atmosfeer terechtkomt en opbrandt door de wrijving met de steeds denser wordende atmosfeerlagen, noemen we dit een meteoor. Overblijvende brokstukken die niet helemaal opbranden en op Aarde terechtkomen, noemen we tenslotte meteorieten. De helderste meteoren worden ook wel vuurballen ('fireballs') genoemd. En als er bij een vuurbal zich nog een explosie voordoet, spreekt men ook van een 'bolide'. Wat zich boven Chelyabinsk voordeed, is dus een meteoor, vuurbal of 'bolide'. 

 

De Chelyabinsk-explosie - 15 februari 2013

Wat op vrijdagochtend 15 februari 2013 boven de Oeral gebeurde, zal mogelijk de annalen ingaan als de 'Chelyabinsk-explosie' - 'Chelyabinsk event' - dit naar analogie met de Tunguska-explosie in 1908. Met een snelheid van ongeveer 18 km/s (of 65.000 km/u) drong totaal onverwacht een kleine steenasteroïde - hoogstwaarschijnlijk met een diamter van ongeveer 17 meter en een gewicht van om en bij de 10.000 ton - de atmosfeer boven de Oeral binnen. Op een hoogte tussen 30 en 50 km explodeerde de opbrandende meteoor met een kracht van ongeveer 500 kiloton TNT, equivalent aan de explosieve kracht van 20 à 30 Hiroshimabommen, of aan de energie die vrijkomt bij een aardbeving met een magnitude Mw 6.9 (bv. 1989 Loma Prieta aardbeving). De explosie was zelfs zo krachtig dat de schokgolf de Aarde beroerde en als trillingen geregistreerd werd door seismische stations wereldwijd.

Op deze seismogrammen, vrijgegeven door de USGS, is de Chelyabinsk-explosie duidelijk waar te nemen, vergelijkbaar met een aardbeving met een magnitude van 2,7. See also M0.0 Meteor Explosion Near Chelyabinsk, Russia (USGS)

De Chelyabinsk-explosie is de zwaarste inslag sinds de Tunguska-explosie die plaatsvond op 30 juni 1908 boven Siberië. De explosieve kracht van de Tunguska-explosie wordt op ongeveer 15 megaton TNT geschat, equivalent aan de explosieve kracht van de waterstofbommen die tijdens de Koude Oorlog werden uitgetest, of aan de energie die vrijkomt bij een aardbeving met een magnitude Mw7,9 (bv. 1906 San Francisco aardbeving). Het inslagveld - waarin alle bomen omvergeblazen waren - strekte zich uit over meer dan 2.000 km². De diameter van de verantwoordelijke asteroïde wordt op 60 meter geschat, vier keer groter dan deze boven Chelyabinsk.

 

Foute prioriteit?

Van al het ruimtepuin dat mogelijk op een collisiekoers met de Aarde zit, kennen we meer dan 90% van de asteroïden met een diameter van meer dan 1 km. Dit zijn asteroïden die bij een inslag een wereldwijde catastrofe zouden kunnen veroorzaken. De laatste gekende inslagkrater van een dergelijke asteroïde is de Ries-krater in het Duitse Beieren. Deze inslag gebeurde zo'n 14 miljoen jaar geleden. Dergelijk inslagen worden geschat 1 tot 2 maal voor te komen per miljoen jaar. Inslagen van asteroïden met een diameter van meer dan 10 km komen waarschijnlijk 1 tot 2 maal voor per 100 miljoen jaar. De laatste van dergelijke impacten deed zich 65 miljoen jaar geleden  voor - de beruchte Chixculub-inslag - en betekende het einde van het tijdperk van de dinosauriërs.

Kijken we nu naar asteroïden met een diameter van ongeveer 50 meter - een Tunguska-type asteroïde - dan kennen we amper ~2% van de objecten die mogelijk op ons afkomen. Over de kennis van objecten met een nog kleinere diameter - een Chelyabinsk-type asteroïde - zullen dan ook maar best zwijgen. Die is zo goed als onbestaande.

Op deze figuur is de telling weergegeven van de asteroïden in de directe omgeving van de Aarde die mogelijk een bedreiging kunnen vormen, verdeeld volgens de grootte van de objecten. Elk beeldje vertegenwoordigt 100 objecten. Uit deze figuur blijkt het totaal ontbreken van enige kennis van de objecten met een diameter kleiner dan 100 meter (© NASA).

 

De 'wake-up call' van Chelyabinsk

De Chelyabinsk-explosie is de eerste van zijn soort die zich voordoet boven een miljoenenstad. Stel je gewoon voor dat de asteroïde zo'n 1.500 km meer naar het westen zou ontploft zijn, vlak boven Moscow, of nog verder naar het westen boven onze contreien (Meteorite 'could have devastated northern UK', The Guardian, 16.02.2013). De Chelyabinsk-explosie zou ons dan ook wakker moeten schudden, zeker in de verstedelijkte wereld van de 21e eeuw!

Deze figuur illustreert het proces van een risico-inschatting, waarbij voor elk type risico - 'unwanted event' - een drempelwaarde met betrekking tot het aantal slachtoffers wordt bepaald (grijze zone) dat 'aanvaardbaar' wordt geacht (dus met een extreem aantal slachtoffers) omwille van het feit dat de kans dat het risico zich voordoet zo klein geworden is dat men er eigenlijk van uitgaat dat het zich niet zal voordoen. Risico's met een hoge kans van voorkomen, maar met een beperktere impact (dus met een laag aantal slachtoffers) moeten zoveel mogelijk worden vermeden ('eliminated'). Deze figuur komt uit een artikel over de risico-inschatting van monsteraardbevingen (Geller et al. 2013, 'Fukushima - Two Year Later', SRL 84(1), 1-3).

De vraag dient, nu meer dan ooit, gesteld te worden of we onze prioriteiten juist hebben door te focussen op de grote asteroïden, die een wereldwijde catastrofe zouden kunnen veroorzaken - en mogelijk het einde van de mens - maar die eigenlijk maar éénmaal om de paar honderdduizenden of miljoenen jaren voorkomt. Is het risico niet zo uitermate klein dat we mogen veronderstellen dat het zich nooit zal voordoen zolang de mens nog zal bestaan op Aarde (bedenk dat de moderne mens nog maar zo'n 200.000 jaar bestaat)? Of leert Chelyabinsk ons dat we dringend onze aandacht moeten richten op het in-kaart-brengen van het kleine ruimtepuin, dat eerder toeslaat op tijdschalen van decennia, eeuwen of millenia ... een menselijke tijdschaal. Een Tunguska-type inslag doet zich immer éénmaal om de paar duizend jaar voor, een Chelyabinsk-type inslag éénmaal in 50 à 100 jaar. Deze inslagen zijn dan misschien niet bedreigend voor het voortbestaan van de mens, maar kunnen een enorme impact hebben in het geval van een 'stedelijke voltreffer', hoe klein ook de kans. Dergelijke inslagen zullen we niet kunnen vermijden, maar de nodige voorzorgsmaatregelen zouden wel kunnen worden genomen. Een detektie- en waarschuwingssysteem - vergelijkbaar met het 'Earthquake Early Warning' systeem (zie Op bezoek in het land van aardbevingen (IV) - waarschuwing) - lijkt dan ook meer dan ooit een prioritiet (Scientists unveil new detectors in race to save Earth from next asteroid, The Guardian, 16.02.2013). En uit de berichtgeving (Vindication for Entrepreneurs Watching Sky: Yes, It Can Fall, The New York Times, 16.02.2013) blijkt toch nu al dat de kosmische 'wake-up call' niet in dovenmansoren is gevallen.

En uiteindelijk is de belangrijkste boodschap van Chelyabinsk dat we moeten blijven beseffen dat leven in dit 'kosmische schietkraam' grote risico's inhoudt. Misschien moeten we eerder het inslagrisico gewoon nemen zoals het komt, en wat meer genieten van elke dag alsof het de laatste zou kunnen zijn. Carpe diem!

 

 

Wat meer leesvoer naar aanleiding van de 'Chelyabinsk-explosie'

 



Geschreven in Kosmos | 4 Reacties | Vaste link | Afdrukken


Paniek in Groningen

04. Februari 2013, 21:00

De stoppen sloegen even door in Groningen. De aardbevingsapocalyps leek onvermijdelijk. De dijken zouden in elkaar zakken en een gigantisch gebied in Noord-Nederland zou onder water komen te staan. Zowel minister van Economische Zaken Henk Kamp als de minister-president Mark Rutte reisden af naar Groningen om de gemoederen te bedaren. En dit alles omwille van een recent vrijgegeven studie (in het kader van een brief van Minister van Economische Zaken Henk Kamp aan de Tweede Kamer, 25.01.2013) van het Staatstoezicht op de Mijnen (SodM), waarin de waarschijnlijkheden van aardbevingen met een hogere magnitude geïnduceerd door de Groningse gaswinning, worden geëvalueerd.

De krantenartikels logen er weer niet om! Trouw kopt "Gaswinning zorgt voor 'levensgevaarlijke toestanden'" (Trouw, 28.01.2013). "Er kunnen doden vallen" staat te lezen in De Telegraaf (28.01.2013). En Business Nieuwsradio BNR gaat nog een stapje verder: "Gaswinning kan leiden tot een nationale ramp" (BNR, 30.01.2013). Volgens de media kunnen zich in Noord-Groningen aardbevingen met een magnitude van 4 tot 5 (op de Richterschaal) in de toekomst voordoen. Plots zijn de Noord-Groningse huizen geen stuiver meer waard. De vrees groeit dat er slachtoffers zullen vallen bij de volgende aardbevingen. En als de dijken dan nog bezwijken onder het aardbevingsgeweld, staat niet alleen Noord-Nederland onder water, maar valt ook de aardgaswinning volledig stil ... een nationale ramp! Algemene paniek!

 

In het BNR-artikel weet Bert Middel, dijkgraaf van waterschap Noorderzijlvest, ons te vertellen: “De laatste aardbeving die we hadden in het gebied was 3,2 op de schaal van Richter en die was al behoorlijk heftig. Een aardbeving met de kracht van 5,0 op de schaal van Richter is 25 keer zo sterk, dan zakken dijken in”. En in de Volkskrant ("Aardbeving Loppersum was zwaarder dan gedacht", 29.01.2013) staat te lezen: "De aardbeving die in augustus 2012 het dorpje Huizinge in de Groningse gemeente Loppersum trof, was niet 3,4 maar 3,6 op de schaal van Richter. ... De aardbeving blijkt dus twee keer zo zwaar te zijn dan eerder gedacht. De schaal van Richter telt namelijke 'logaritmisch', wat zoveel inhoudt dat een aardbeving van 4,0 op de schaal tien keer zo zwaar is als een aardbeving van 3,0 op die schaal". Wat is het nu? 3,2, 3,4 of 3,6 op de schaal van Richter? En is een aardbeving van 5,0 nu ongeveer 25 keer sterker dan een aardbeving van 3,2, of moet het ongeveer 100 (10 x 10) keer sterker zijn? Of wat?

 

De 16.08.2012 Huizinge aardbeving

Deze aardbeving is de 'zwaarste' geïnduceerde aardbeving die ooit in Nederland bij gaswinning is opgemeten. De aardbeving deed zich voor op 16 augustus 2012. Het epicentrum lag bij Huizinge, gemeente Loppersum (53,3547N - 6,6571E). De aardbevingshaard - het hypocentrum - lag op een diepte van ongeveer 3 km, de gemiddelde diepte van het gasveld in Groningen. De initieel berekende lokale magnitude is ML 3,4. De nadien berekende momentmagnitude is Mw 3,6. Dit laatste vertaalt zich in een verschoven cirkelvormige breukoppervlak van ongeveer 0,5 km², met een straal van 390 ± 110 m, en met een gemiddelde verplaatsing van 5 ± 3 cm. Wat de Volkskrant meldt ("Aardbeving Loppersum was zwaarder dan gedacht", 29.01.2013) is dan ook compleet fout. De magnitude is niet bijgesteld, alleen herberekend op de magnitudeschaal die nu wereldwijd aangewend wordt, net omdat de momentmagnitude een betere maat is voor de hoeveelheid vrijgegeven energie bij een aardbeving. Alleen is het zo dat beide magnitudeschalen normaal gecorreleerd zijn in dit magnitudebereik. De procedure ter bepaling van de lokale magnitude ML in de Groningse context is dan ook aan een bijstelling toe volgens het KNMI.

Het macroseismisch epicentrum, met een maximum intensiteit VI is gelegen op ongeveer 2 km ten noordoosten van het instrumentele epicentrum (zie bovenstaande figuur). Deze intensiteit wil zeggen dat iedereen de aardbeving goed gevoeld heeft en dat er beperkte schade optreedt. Er zijn in totaal 2500 schadegevallen ingediend bij de Nederlandse Aardolie Maatschappij (NAM). Dat er zoveel schadegevallen zijn, heeft alles te maken met de relatief ondiepe aardbevingshaard. Normaal overschrijdt bij een aardbeving van deze magnitude ('minor earthquake') de intensiteit III (vergelijkbaar met het trillen bij het langsrijden van een zware vrachtwagen) niet.

 

Geïnduceerde seismiciteit

Dat gaswinning gepaard gaat met geïnduceerde seismiciteit is algemeen geweten. Door de exploitatie van een gasreservoir - vergelijk het best met een spons met gas in de poriën - compacteren de gasvoerende lagen beetje bij beetje. Dit brengt spanningen met zich mee. Deze spanningen kunnen er uiteindelijk voor zorgen dat er breuken ontstaan of dat bestaande breuken doorschuiven ... met aardbevingen tot gevolg. Het unieke aan het Groningse gasveld - het grootste in Europa - is natuurlijk dat het onder een dichtbevolkt gebied is gelegen (in tegenstelling tot vele andere gasvelden die onder zee gelegen zijn) (zie figuur onderaan). De kleine aardbevingen worden dan ook gevoeld, of kunnen zelfs lichte schade veroorzaken aan gebouwen.

Sinds 1991 zijn er meer dan 585 geïnduceerde aardbevingen geregistreerd. Ongeveer 200 van deze aardbevingen had een lokale magnitude ML ≥1,5. Op 16 augustus 2012 deed zich de 'zwaarste' aardbeving tot nu toe voor, met een lokale magnitude ML 3,4. Naar aanleiding van deze aardbeving voerde het Staatstoezicht op de Mijnen (SodM) een studie uit naar de waarschijnlijkheden van aardbevingen met een hogere magnitude in het Groningse gasveld (Reassessment of the probability of higher magnitude earthquakes in the Groningen gas field - Muntendam-Bos, A.G. & de Waal, J.A.). 


Op deze kaart van Groningen is duidelijk het verband te zien tussen het voorkomen van aardbevingen (alle aardbevingen in de periode 1996-2012) en het Groningse gasveld (in groen).

 

Een eerste belangrijk vaststelling is dat de cumulatieve vrijgave aan seismische energie opmerkelijk samenloopt met de cumulatieve productie bij de gaswinning (zie figuur onderaan). De jaarlijkse productie is sinds 2000 inderdaad sterk toegenomen van 20 à 30 miljard m³ naar 45 à 50 miljard m³. Vanaf 2003 is ook te zien dat de seismische energievrijgave steeds meer gebeurt door aardbevingen met een hogere magnitude (ML ≥3) (zie de trapjes op de figuur). Vandaar ook dat het SodM adviseert om de productiesnelheid in een keer drastisch te halveren ten opzichte van de huidige productiesnelheid van 50 miljard m³, om zo het aantal aardbevingen alsook de kans op 'zwaardere' aardbevingen sterk te reduceren, natuurlijk met alle economische (voor de NAM) en budgettaire gevolgen (voor de Nederlandse staat) van dien. 

 

Opmerkelijk is ook dat er een tijdsverband blijkt te zijn tussen het voorkomen van de aardbevingen met een hogere magnitude en de jaarlijkse productiecyclus van de gaswinning in de zomer (lage productie) en in de winter (hoge productie) (zie figuur onderaan). De 'zwaardere' aardbevingen blijken steeds zo'n 6 à 9 maanden na de winterproductiepiek voor te komen.

 

 

De frequentie van voorkomen van aardbevingen met een bepaalde magnitude blijkt ook mooi de Gutenberg-Richterwet te volgen. De b-waarde benadert 1, typisch voor zowel natuurlijke als geïnduceerde aardbevingen. Dit betekent dat aardbevingen met een magnitude ≥2,5 ongeveer 10 maal minder waarschijnlijk zijn dan aardbevingen met een magnitude ≥1,5. Of dat aardbevingen met een magnitude ≥3,5 ongeveer 10 maal minder waarschijnlijk zijn dan aardbevingen met een magnitude ≥2,5, of ongeveer 100 maal minder waarschijnlijk dan aardbevingen met een magnitude ≥1,5. Enzovoort. En trouwens, bij elke stap in de magnitudeschaal komt er ongeveer 32 maal zoveel seismische energie vrij. Dus een aardbeving met een magnitude 4,0 is dus 32 keer zo zwaar - en dus niet tien keer ("Aardbeving Loppersum was zwaarder dan gedacht", 29.01.2013) - als een aardbeving met een magnitude 3,0.

De belangrijkste conclusie uit deze studie is wellicht dat de analyse van de Groningse seismiciteit NIET toelaat om een maximaal mogelijke magnitude af te leiden. Hierbij wordt wel gemeld dat er hoogstwaarschijnlijk wel zo'n maximaal mogelijke magnitude is, maar deze kan enkel bepaald worden door een diepgaandere seismotektonische studie van de aanwezige breuksystemen in het gebied. Een dergelijke studie in het Bergermeer gasveld (nabij Alkmaar) wijst voor de context van dit veld op een maximaal mogelijke lokale magnitude van ML 3,9. Uit de literatuur valt verder af te leiden dat de 'zwaarste' geïnduceerde aardbeving bij gas- of oliewinningen wereldwijd een magnitude had van ML 4,2 (in het Lacq-gasveld in het zuiden van Frankrijk). Hieruit wordt aangenomen dat een aardbeving met een magnitude ML ≥5,0 hoogstwaarschijnlijk niet te verwachten is in de context van een gaswinning. Maar de conclusie die de media - en dus uiteindelijk ook het publiek - hieruit trekt, met name dat aardbevingen met een magnitude tussen ML 4 en 5 te verwachten zijn, is dan ook fout! Uit de conclusie 'waarschijnlijk niet groter dan' kan je niet besluiten 'dus wel mogelijk tot'! Een nuance die het verschil maakt tussen feitelijke berichtgeving en stemmingmakerij.

Sinds de - mogelijk geïnduceerde - Mw 5,1 aardbeving die het Zuid-Spaanse stadje Lorca trof op 11 maart 2011 (zie 'Knoei niet met wrijving!') is het misschien aangeraden om toch maar voorzichtig te zijn met aannames met betrekking tot de maximaal mogelijke magnitude van geïnduceerde aardbevingen. Voor hierover verreikende uitspraken te doen, is het beter te wachten op het aan-de-gang-zijnde geologische en seismologische onderzoek naar de seismotektonische structuur van het Groningse gasveld. Maar laat ondertussen ook en vooral de ongegronde paniekzaaierij achterwege. 

 

 


Overgevoelig - aanvulling 10 februari 2013

 

Laat op de avond van 7 februari 2013 deden er zich opnieuw twee 'minor' aardbevingen voor in een tijdspanne van minder dan één uur, de eerste met een magnitude ML 2,7 en de tweede met een magnitude ML 3,2, beide met een hypocentrum op 3 km. Deze aardbevingen konden natuurlijk niet op een slechter moment komen, net een week na de hele heisa rond het rapport van de SodM (zie hierboven). Iedereen is overgevoelig, ook en vooral de media (bv. "Twee 'zware' aardbevingen in provincie Groningen", nrc, 8 februari 2013). Aardbevingen die anders de pers niet zouden halen, worden nu plots 'wereldnieuws'. Alle perspectief is totaal verloren.

Op 9 februari 2013 deed zich weerom een kleine aardbeving van ML 2,7 voor ... het lijkt wel of de Aarde zelf haar stem wil laten horen in het politieke debat ...


 

In de media

Rapporten & persberichten

Kamerstukken



Geschreven in Aardbevingen | 2 Reacties | Vaste link | Afdrukken


Links en anti-wetenschap

26. Januari 2013, 18:00

Deze week viel mij op hoe een vrij neutraal nieuwsbericht plots een hele propagandamachine op gang trok, vooral via online nieuwssites en de sociale media. Een beproefde taktiek van 'progressieve' wereldverbeteraars? Of eerder van dogmatische ecofundamentalisten?

Alles begon met het nieuwsbericht 'Gas kan de nieuwe goudmijn van Limburg worden' (De Morgen, 21.01.2013) (zie ook 'Gasbel in Belgisch-Limburg! Worden wij nu ook rijk?' - Maastricht Dichtbij, 22.01.2013). Daarin wordt gemeld dat op basis van een wetenschappelijke studie van VITO er een opsporingsvergunning is ingediend bij de Vlaamse overheid voor de start van geologisch onderzoek aan de hand van een verkennende boring om uiteindelijk de haalbaarheid van de ontginning van steenkoolgas in kaart te brengen. In het beste geval zou dan pas vanaf 2019 de exploïtatie van het steenkoolgas van start kunnen gaan. Maar het nieuwsbericht zelf is niet geheel 'onschuldig'. Het koppelt immers de mogelijke ontginning van het steenkoolgas aan de ganse problematiek rond de ontginning van schaliegas, in het bijzonder rond de steeds meer omstreden techniek van 'fracking'. Dit terwijl steenkoolgas en schaliegas twee totaal verschillende vormen van 'onconventioneel' aardgas zijn, en dan ook een verschillende ontginningstechniek hebben. Hierdoor 'stuurt' de auteur van het artikel de berichtgeving al beetje een bepaalde richting uit, weg van feitelijke informatie richting stemmingmakerij. Zoals dan ook blijkt uit de reacties vanuit een welbepaalde 'groene' hoek.

Een dag later is er al een reactie van Climaxi en Friends of the Earth, gepubliceerd op de nieuwssite van MO* 'Onconventionele gasontginning geen goudmijn maar wel valkuil voor Limburg' (22.01.2013) (zie ook persmededeling  'Friends of the Earth Vlaanderen: gasontginning is geen goudmijn maar valkuil' - Politics.be, 22.01.2013). In deze mededeling verschuift de focus volledig naar wat er allemaal zou kunnen fout gaan bij de ontginning van steenkoolgas. Bedenk dat de ontginning mogelijk ten vroegste binnen 6 jaar zou kunnen van start gaan. Alle 'klassieke' tegenargumenten worden uit de kast gehaald. En om hun 'grote gelijk' kracht bij te zetten, worden de - mogelijk niet al te voorbeeldige - praktijken van Dart Energy, het Australische bedrijf, gespecialiseerd in het ontginnen van onconventioneel aardgas, dat de industriële partner is in het Limburgse project, extra dik in de verf gezet. Een beproefde taktiek.

 

Een kleine twitterstorm stak op. De twitterberichten van bijvoorbeeld @Schaliegasvrij, een Nederlandse stichting die streeft naar een algeheel moratorium op het winnen van onconventioneel aardgas door middel van 'fracking', bevestigden de taktiek. Zij blijken zeer selectief artikels te lezen en enkel hetgeen dat in hun kraam past, eruit te distileren. Zo krijg je natuurlijk een totaal vertekend beeld. Ook nemen ze het niet al te nauw met de wetenschappelijke correctheid. In hun propaganda maakt het bijvoorbeeld niet veel uit of het nu gaat over grondwater of oppervlaktewater. Een andere tweet, die door iemand op @Schaliegasvrij werd gepost (en er nu blijkbaar al terug afgehaald is), is exemplarisch! De tweet maakt referentie naar de volgende aankondiging 'UNESCO Future Forum - Global Water Futures 2050+' (voorjaar 2012). Oordeel zelf maar over het verband met schaliegas! 

Deze dogmatische aanpak illustreert mooi wat in het artikel 'The Liberals' War on Science', dat ook deze week verscheen in Scientific American (21.01.2013), wordt aangekaart. We hebben immers een klassieke beeld dat de anti-wetenschap enkel te vinden is in de 'conservatieve' - aan de rechterzijde van het politieke spectrum - hoek. We denken daarbij aan het religieus fundamentalisme dat de wetenschappelijke bewijslast voor de evolutie van het leven blijven weerleggen, of aan de klimaatontkenners, die elk wetenschappelijke argumentatie voor de antropogene opwarming van het klimaat botweg naast zich neerleggen. Daartegenover staat het beeld dat de 'progressieven' - aan de linkerzijde van het politieke spectrum - de verdedigers zijn van de wetenschap.

Maar ook aan de linkerzijde leeft een dogmatische anti-wetenschap. Deze anti-wetenschappelijke wereldverbeteraars bezondigen zich aan een "almost religious fervor over the purity and sanctity" van de natuur, zoals mooi omschreven in het artikel in Scientific American. Alles wat natuurlijk is, is voor hen 'goed'. Al de rest is 'slecht'. Hieruit volgt een dogmatische afwijzing van al wat te maken heeft met wetenschap en technologie. De hele controverse rond 'onconventioneel aardgas' - vooral rond schaliegas en 'fracking' - illustreert mooi dit ecofundamentalisme. Maar ook alles wetenschappelijk en technologisch dat te maken heeft met bijvoorbeeld kernenergie, CO2-sequestratie of GGO's, is hiervan het slachtoffer. In hun aanpak gebruiken ze eigenlijk exact dezelfde taktiek als de creationisten en klimaatontkenners. Ze gaan selectief op zoek naar elke 'strohalm' in artikels, interview, persberichten en andere publicaties, die hun 'grote gelijk' zouden aantonen. Ze gaan op zoek naar 'wetenschappers' - vaak eerder pseudo-wetenschappers - die ze voor hun kar kunnen spannen. En ze spelen op de man, niet op de bal. Eenieder - en ook de wetenschapper - die iets positiefs durft te zeggen dat tegen hun 'grote gelijk' ingaat, wordt gebrandmerkt als een  handlanger van die verfoeilijke industrie. En zo wordt elke mogelijke discussie vooraf al in de kiem gesmoord. En de wetenschap wordt in diskrediet gebracht als onbetrouwbaar. Linkse anti-wetenschap!

De taktiek van de ecofundamentalisten is duidelijk. Lang voor er sprake is van enige vergunning - laat staan van enige industriële activiteit - bezetten zij het terrein. Zij 'impregneren' de publieke opinie met desinformatie, halve waarheden tot klinkklare onzin, zodat elke redelijke, wetenschappelijk gefundeerde argumentatie totaal niet meer kan doordringen. De strijd voor het maatschappelijke draagvlak hebben de ecofundamentalisten al lang op voorhand gewonnen.

Het resultaat van deze ongelijke strijd grenst soms aan het absurde. Zo krijgt men bijvoorbeeld semantische discussies, in een vergeefse poging van de betrokken industrie om zich te ontdoen van een besmette term - en dus van hun besmet imago. Zeg dus niet meer 'fracking', maar 'massage de la roche' ('Gaz de schiste: ne dites plus "fracturation", mais "massage de la roche"' - Le Monde, 22.01.2013). Hiermee komen we natuurlijk geen stap verder!

Dat onconventioneel aardgas ons niet op het pad zet van een duurzame, energiezuinige wereld, staat natuurlijk buiten kijf. Het is en blijft een fossiele - 'extreme' - brandstof, waarvan de ontginning heel wat energie vergt en zeer milieubelastend is. Maar er is ook de realiteit van een aan energie verslaafde wereld, die ook niet te ontkennen valt! De onconventionele aardgasvoorraden zullen in de komende decennia worden ontgonnen. Ook dat is een - economische - zekerheid. Zeker in de VS, waar dit meer om geopolitieke redenen - de energieonafhankelijkheid - gebeurt, maar ook in de rest van de wereld. Europa is nu nog terughoudend, maar op korte termijn zal ook Europa, willens nillens, de kaart trekken van het onconventioneel aardgas.

En wat is dan de beste strategie om milieu en mens zoveel mogelijk te beschermen? De anti-wetenschappelijke afwijzing van de ecofundamentalisten? Of net vertrouwen hebben in wetenschap en technologie, enerzijds om op een onafhankelijke manier de problematiek in kaart te brengen, en anderzijds om voor technologische oplossingen te zorgen om zo de impact van de ontginning van deze 'extreme' energiebronnen zoveel mogelijk te beperken? Ook weer deze week was in The New York Times te lezen dat een coalitie van wetenschappers uit een aantal prestigieuze universiteiten onderzoek gaat verrichten "to shine a rigorous scientific light on the polarized and often emotional debate over whether using hydraulic fracturing to drill for natural gas is hazardous to human health" ('Taking a Harder Look at Fracking and Health' - The New York Times, 21.01.2013). Is dit niet de weg die we moeten bewandelen? 

Als wetenschappers kunnen we uiteindelijk alleen maar hopen dat "facts matter more than faith - whether it comes in a religious ['rechts' religieus fundamentalisme] or secular ['links' ecofundamentalisme] form" ('The Liberals' War on Science' - Scientific American, 21.01.2013). Met anti-wetenschap, of het nu van rechts of links komt, zagen de fundamentalisten net de tak af waarop we met zijn allen zitten. 



Geschreven in Algemeen | 0 Reacties | Vaste link | Afdrukken


De erotiserende kracht van geologie!

01. Januari 2013, 20:00

Algemeen is geweten dat macht erotiseert. De strapatsen van DSK liggen nog vers in het geheugen. Maar hoe zit het met de geologie? Is geologie een wetenschapsdiscipline die erotiseert? Deze vraag lijkt een beetje vreemd, maar u weet dat geen vraag vreemd genoeg is voor een wetenschapper! Onderzoeken dus! De resultaten van dit opmerkelijke onderzoek zijn echter niet echt verrassend. 


De erotiserende kracht van geologie ... (met dank aan geologiestudent Anthonie Hellemond, KU Leuven)

Als u deze blog-post aan het lezen bent ... dan bent u recht in mijn val gelopen. Deze blog-post is eigenlijk een klein experimentje! Bij het overzicht van de 12 populairste SciLogs-posts van 2012 van Reinout Verbeke heeft mijn WeetLogs-post 'Van continentendrift naar platentektoniek' - een ode aan Alfred Wegener, die honderd jaar geleden het idee van continentendrift lanceerde - immers de derde plaats gehaald. Ik moest de duimen leggen voor de WeetLogs-post '17, en toch al wiskundig sexy' van collega's Rudi Penne en Paul Levrie, en de BreinLogs-post 'Borsten vergroten? Eerst even nadenken' van collega Mark Nelissen. Allebei uiterst interessante blog-posts! Hun plaats in de populariteitspoll is dan ook meer dan verdiend!

Maar toch ...  het valt op dat in beide gevallen alvast de titel van de blog-post inspeelt op een van de primaire drijfveren van homo sapiens, namelijk sex. Collega Nelissen heeft het over borsten... niet alleen vrouwen, maar ook mannen denken daar wel eens over na, niet? Alleen al de bijgeleverde foto van de rondborstige Victoria Beckham is al voldoende reden voor heel wat mannen om tot halverwege het artikel te scrollen. En wat maakte de jonge Carl Friedrich Gauss zo sexy op zijn zeventiende? Vonden vrouwen zijn krachttoer om de regelmatige 17-hoek te construeren met passer en liniaal dan toch zo verleidelijk?

Is dit toeval of niet? Vandaar deze blog-post - met een sexueel getinte titel maar zonder enige inhoud - om zo te verzekeren op het einde van het jaar hogerop te klimmen in het overzicht van de 13 populairste SciLogs-posts van 2013. Nog 12 maanden wachten en we weten of dit experimentje gelukt is ...

Ik hoop dat u mij dit grapje vergeeft.  Ook in 2013 zal ik trachten u te onderhouden met hopelijk interessante blog-posts - dan wel met inhoud - over 'Aardse Zaken'. Dat onze planeet heel wat verrassingen in petto heeft, is een zekerheid. Ik kijk al uit naar al de geheimen die onze planeet ook dit jaar gaat prijsgeven. U ook?

 

Ik wens al mijn trouwe blogvolgers een voorspoedig 2013! Maak er alvast het beste van!

Wink

 

 

 

 

 

 



Geschreven in Onderzoek | 1 Reacties | Vaste link | Afdrukken


1 2 3 4 5 6  Volgende»