Een delta ontstaat op plekken waar een rivier in zee uitmondt en waar het sediment dat door het water werd meegevoerd wordt afgezet. Een enorme delta bedekte miljoenen jaren geleden het gebied van Noorwegen tot Nederland (figuur 1). Zodoende werd er een enorm dik pakket zand, silt en klei afgezet, dat een dikte van honderden meters kan bereiken. In de oudheid stond dit delta-systeem bij de Grieken al bekend als een bron van barnsteen of amber. Het werd de Eridanos delta genoemd. De afzettingen van deze delta zijn in grote delen van Nederland bewaard gebleven. Met behulp van seismische gegevens kan tegenwoordig de interne opbouw van dit delta-systeem nauwkeurig worden gereconstrueerd. Een interessant fenomeen gerelateerd aan dit delta-systeem is de aanwezigheid van grote aardverschuivingen, die op een diepte van ongeveer 700 meter voorkomen in de Noordzee ten noorden van Terschelling. Dit artikel beschrijft enkele van die aardverschuivingen en zal ingaan op het ontstaan ervan.

Figuur 1: Kaartje met daarop aangegeven de afvoerrichting (pijlen) van de Eridanos delta. Het studiegebied is ook te zien.

Hoe zien de delta-afzettingen eruit in de seismiek?

In de seismiek zijn de afzettingen van de Eridanos delta duidelijk te zien als licht hellende lijnen. Al die lijnen geven een momentopname weer van de vorm van de delta. De rode lijn in figuur 2 is een voorbeeld daarvan. Het hellende vlak is dus de helling van de delta, van ondiep in het oosten naar diep in het westen. De volgende lijn, die iets verder naar het westen ligt, geeft de vorm van de delta weer op een iets later tijdstip (denk in duizenden jaren). Deze lijnen kunnen in detail worden gekarteerd om inzicht te krijgen in de manier waarop de delta is opgebouwd. Het onderste gedeelte van het profiel waar de lijnen min of meer horizontaal lopen, vertegenwoordigt oudere afzettingen die in een ondiepe zee netjes horizontaal zijn afgezet. Daarentegen zijn de bovenste horizontale lagen weer afgezet door jongere riviersystemen (de delta lag indertijd dus verder naar het westen).

Figuur 2: West-oost profiel van een gebied in de Noordzee waarin de uitbouw van de Eridanos delta goed te zien is. De rode lijn vertegenwoordigt een oude helling van de delta waarop later weer nieuwe sedimenten zijn afgezet.

Een chaotisch patroon in de seismiek

Op sommige plaatsen in de Noordzee is in dit delta-systeem een zeer chaotisch beeld waar te nemen in de seismiek. Met andere woorden, de regelmatige lijnen zoals die in bovenstaand figuur te zien zijn, maken plaats voor een chaotisch patroon. Hier is de originele gelaagdheid ernstig verstoord. Een complex van deze verstoorde lagen is aangetroffen ten noorden van het waddeneiland Terschelling (figuur 3). Op “gewone” seismiek (zoals bijvoorbeeld figuur 2) is niet heel veel bijzonders te zien in deze chaotische delen. Echter, een simpele bewerking van de seismische data heeft tot gevolg dat er veel meer detail zichtbaar wordt. Dit is te zien in figuur 4, waar een bovenaanzicht te zien is. In dit figuur (linker gedeelte) is de mate van kleur-intensiteit een maat voor de hoeveelheid verstoring in de sedimenten. In dit geval is dus de rode kleur indicatief voor veel discontinuïteiten. Op deze manier kan de omtrek van de aardverschuivingen, want dát stellen deze gebieden voor, heel mooi in kaart worden gebracht.

Figuur 3: Omtrek van de aardverschuivingen die in het gebied ten noorden van Terschelling zijn gekarteerd.

Figuur 4: Bovenaanzicht van twee aardverschuivingen. Het linker gedeelte geeft de seismiek weer en het rechter gedeelte de interpretatie daarvan.

Hoe ziet een aardverschuiving eruit?

Wat is er zoal in deze aardverschuivingen te zien? Idealiter is deze onder te verdelen in drie verschillende delen. Het hogere gedeelte, waar netto sediment verlies optreedt, is gekenmerkt door breuken die parallel aan de rand van de aardverschuiving vormen (figuren 4 & 5). In het middelste gedeelte, waar vooral transport van sediment plaatsvindt, zijn de sedimenten chaotisch gelaagd, maar er bevinden zich tevens blokken van sediment die als geheel een eindje zijn getransporteerd of die zijn gepasseerd door de aardverschuiving. Deze laten dus geen rode kleur zien op de seismiek omdat de interne gelaagdheid niet is verstoord (zie figuur 4). Het derde gedeelte van de aardverschuiving bestaat uit de zogenaamde run-out region (figuur 4) waar de dikte snel afneemt. Het sediment is in kleine walletjes geplooid door de druk van het afglijdende materiaal.

Figuur 5: Seismische lijn waarin het “stroomopwaartse” gedeelte van een van de aardverschuivingen is te zien, gekarakteriseerd door vele breuken waarlangs het sediment een eindje afglijdt. In figuur 4 is de locatie van deze sectie aangegeven.

Hoe ontstaan die aardverschuivingen?

Het belangrijkste ingrediënt om een aardverschuiving te creëren is een helling. Die helling (die maar enkele graden hoeft te zijn) is aanwezig in de vorm van de zich uitbouwende Eridanos delta. Indien de helling groter wordt dan een bepaalde hoek kan het materiaal instabiel worden waardoor het kan gaan glijden. Daarvoor is vaak nog wel een trigger nodig, zoals een lichte aardbeving. Figuur 6 toont een drietal foto’s van een simpel experiment waar zand onder een helling wordt gevuld met water. Zodra het zand gaat glijden vormen zich structuren die heel vergelijkbaar zijn met wat er in de Noordzee ten noorden van Terschelling in het groot gebeurd is.

Figuur 6: Drie momentopnames van de vorming van een kleine aardverschuiving in het laboratorium.

Matthijs Boersema, Kraijenhoff van de Leur Laboratorium, Wageningen UR

In het gebied ten noorden van Terschelling zijn de volgende factoren waarschijnlijk van invloed geweest op de vorming van de aardverschuivingen. De sedimentaanvoer vanuit de delta was waarschijnlijk heel hoog en kwam bovendien van verschillende kanten (maar wel met de algemene richting vanuit het oosten, zie figuur 1). Daardoor kon het water dat tussen de korrels aanwezig was niet makkelijk ontsnappen. Hierdoor neemt de druk van de korrels op elkaar af, en daarmee de stabiliteit van het sediment. Voeg daarbij bijvoorbeeld een lichte aardschok als gevolg van breukbewegingen in de diepere ondergrond en het sediment glijdt weg. Tegenwoordig komen dergelijke aardverschuivingen niet meer voor omdat de bodem van de Noordzee een platte pannenkoek is waardoor er geen risico bestaat op het verschuiven van grote hoeveelheden sediment.

Zie ook:

• Langste, onderzeese aardverschuiving (Kennislinkartikel)
• Minder explosief door aardverschuiving (Kennislinkartikel)
• Tsunami’s ook door aardverschuivingen (Kennislinkartikel)
• Nederland, het olie- en gascentrum van West-Europa (Kennislinkartikel)
• Nederland: zeespiegel, bodemdaling en watermanagement (Kennislinkartikel van NGV Geonieuws)
• Nederlandse bodem beweegt (Kennislinkartikel)
• Nederland breekt verder (Kennislinkartikel van UU)
• Aardbeving in Zuid-Limburg (Kennislinkartikel van KNMI)
• Bewegingen van breuksysteem van Roerdalslenk nauwkeurig bepaald (Kennislinkartikel van NGV Geonieuws)
• TNO – Olie en Gas