Je leest:

Zorgt gaswinning altijd voor aardbevingen?

Zorgt gaswinning altijd voor aardbevingen?

Auteur: | 11 oktober 2022
Nederlandse Aardolie Maatschappij (NAM)

De redactie van Kennislink krijgt regelmatig lezersvragen. Odile de Walick stelde de vraag: In Groningen zorgt de gaswinning voor aardbevingen, maar geldt dat ook voor andere plekken op de wereld waar gas wordt gewonnen? De vraag wordt beantwoord door Sam Gerrits.

Het korte antwoord op deze vraag is: ja. Aardgas onder druk is een vloeistof. Feitelijk veroorzaakt elke winning van een vloeistof uit de ondergrond, dat kan ook olie of grondwater zijn, voor bodemdaling. Deze bodemdaling verloopt regelmatig abrupt. Elke schoksgewijze verzakking in de ondergrond voelen we als een aardbeving.

Het eerste voorbeeld uit Amerika

Het eerste gedocumenteerde voorbeeld van bodemdaling en aardbevingen door het winnen van olie en gas vond al meer dan honderd jaar geleden plaats in Amerika. Het was in het jaar 1918, in het Goose Creek-olieveld, in het stadje Pelley, dat tegenwoordig opgeslokt is door Baytown, een stad nabij Houston in Texas. De inwoners van dit stadje maken een eeuw vóór de Groningse aardbevingen van Huizinge en Zeerijp, de eerste kunstmatige aardbevingen (want veroorzaakt door menselijke activiteit) in de geschiedenis mee.

Goose Greek-olieveld ca 1919
Wikimedia Commons

Plotseling verschijnen grote scheuren in de grond die onder hun huizen door lopen, dwars door hun straten en door hun gazons en moestuintjes. En dan begint de grond onder hun voeten weg te zakken. De scheuren worden steeds groter. Dat gaat niet gelijkmatig, maar met abrupte schokken. Deze grondbewegingen gaan gepaard met aardbevingen die de huizen doen schudden. Vazen en borden rammelen van kasten en tafels en vallen stuk op de grond. Water klotst uit lampetkannen, en ‘de bewoners worden over het algemeen verontrust’, zoals kranten uit die tijd melden. We kennen dit voorbeeld omdat Wallace E. Pratt, een belangrijke geoloog uit die tijd, het in 1926 documenteerde voor een rechtszaak.

Pratt 1926 bewerkt door Sam Gerrits

Deze kunstmatige bevingen ontstaan doordat grondlagen plotseling verzakken, omdat het oppompen van vloeistof uit de ondergrond ze onstabiel gemaakt heeft. Ze kunnen binnen een heel klein gebied grote schade aanrichten, maar tikken verder nauwelijks de schaal van Richter aan. Daarin zijn ze anders dan aardbevingen die opgewekt worden door natuurlijke bewegingen van de aardkorst.

Studie van Shell uit 1967

Kort na de start van de exploitatie van het Groningen gasveld in 1963, onderzoeken Shell-wetenschappers Wim van der Knaap en Kees van der Vlis verzakkingen en aardbevingen als gevolg van het winnen van aardgas, olie en grondwater over de gehele wereld. Ze vinden tientallen voorbeelden en concluderen dat het fenomeen wereldwijd vrij algemeen is. In 1967 schrijven ze in een artikel onder meer over het Goose Creek-gebied in Texas en halen ze Pratt aan. Op basis daarvan stellen ze dat het onwaarschijnlijk is dat het type geproduceerde vloeistof van enig belang is. Omdat aardgas als een vloeistof onder hoge druk in de grond zit, en wat dat betreft dus veel lijkt op olie of grondwater, geldt deze conclusie ook voor het Groningen-gasveld.

Nederlandse onderzoekers van Shell weten dus al langer dan een halve eeuw dat aardgas winnen niet alleen verzakkingen maar ook aardbevingen kan veroorzaken. Exxon weet het al meer dan honderd jaar, aangezien Pratt voor een dochterbedrijf van ExxonMobil (moederbedrijf van Exxon, Mobil en Esso wereldwijd) werkte. Toch erkenden de Nederlandse staat en de Nederlandse Aardolie Maatschappij (NAM) de samenhang tussen deze zaken pas in 1993.

Eerste gasbevingen in Italië

Van der Knaap en Van der Vlis halen in 1967 alle verzakkende olie- en gasvelden aan waar Shell en Esso direct als exploitanten bij betrokken zijn. De eerste gasbevingen ooit in West-Europa noemen ze niet. Daar bestaat dan al wel vijftien jaar lang literatuur over, maar die is geschreven in het Italiaans. Geofysicus Pietro Caloi heeft al in 1951 een artikel gepubliceerd met als titel Terremotti Della Val Padana Del 15-16 Maggio 1951, ‘De aardbevingen in de Po Vallei van 15 en 16 mei 1951’.

In dit artikel beargumenteert de Italiaanse geofysicus dat deze aardbevingen niet tektonisch kunnen zijn, maar veroorzaakt werden door het wegpompen van aardgas uit het Caviaga-gasveld, in de buurt van Milaan, dat dan al zeven jaar in productie is.

Schadeherstel na aardbevingen Groningen
Nederlandse Aardolie Maatschappij (NAM)

Recente gasbevingen in Duitsland

Een meer recent voorbeeld buiten het Groningen-gasveld in Europa, is van 20 oktober 2004. Om precies 08.58 uur in de ochtend wordt een Duits gasveld in de driehoek Hamburg-Bremen-Hannover getroffen door een aardbeving van 4,5 op de schaal van Richter. In dit gebied is nog nooit eerder een aardschok gevoeld. De aardbeving duurt enkele secondenlang en is voelbaar tot in Hamburg, zestig kilometer verderop. Het epicentrum ligt nabij het dorpje Rotenburg. Op veel plaatsen gaan mensen de straat op. Politie en brandweer krijgen een stortvloed aan telefoontjes van bezorgde burgers binnen.

Claudia Holm uit het plaatsje Schneverdingen, dichtbij het epicentrum, rapporteert een diep gerommel. ‘Ik was net boven in het huis bezig toen er een vreemd donderend geluid klonk. Het voelde alsof een tank het huis ramde. De vloer trilde zo hevig, dat ik eerst dacht dat de kelder instortte.’ Frau Holm voelt zich raar en duizelig: ‘alsof ik mijn evenwicht verloor.’

In 2007 concluderen Duitse onderzoekers dat dit zeer waarschijnlijk een gasbeving was. Op 15 juli 2005 volgt de volgende klap: een beving van 3,8 op de schaal van Richter in dezelfde regio veroorzaakt ‘luide knallen’ en doet gebouwen schudden. Deze gasbevingen in Duitsland vinden plaats in exact dezelfde gasvoerende zandsteenlaag als onder Groningen. Daardoorheen lopen precies dezelfde soort breuken.

Uitgelicht door de redactie

Speelgoed met een wetenschappelijk tintje

Sociale Wetenschappen
Spelend(er)wijs

Psychologie
‘Het is maar een spelletje’

Schuddend Texas

De plek op de wereld die op dit moment het meest getroffen wordt door kunstmatige aardbevingen is Texas. Dat is niet geheel toevallig ook de plek waar de meeste olie en gas per vierkante kilometer uit de grond gepompt worden. De bevingen komen deels door de winning van olie en gas, en deels doordat het afvalwater terug in de ondergrond wordt geïnjecteerd. Dit is het gevolg van ‘fracken’: een techniek om de doorlaatbaarheid van gesteente voor olie of gas te vergroten.

Via een boorgat wordt onder hoge druk vloeistof in het gesteente gepompt, waardoor er scheuren in ontstaan. Dat werkt als een smeerolie voor breuken. De breukvlakken glijden daardoor makkelijker langs elkaar, dus er ontstaan eerder aardbevingen. Het aantal aardbevingen in Texas verdubbelde in 2021 door deze activiteiten.

Sam Gerrits is journalist en auteur van het boek De aarde en het gas dat in 2022 verscheen bij Uitgeverij Passage.

Bronnen:

  • Caloi P., ‘How nature reacts on human intervention, Responsibilities of those who cause and who interpret such reactions’, Pietro Caloi, Gli Annali di Geofisica, Published by INGV, Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, number 23, 283–305. Received on October 30th, 1970
  • Caloi P., ‘Terremoti della val padana del 15-16 maggio 1951’, Caloi P et al. Gli Annalidi Geofisica, Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia 9 63-105 (1952).
  • Frohlich, C et al, ‘A Historical Review of Induced Earthquakes in Texas’, by Cliff Frohlich, Heather DeShon, Brian Stump, Chris Hayward, Matt Hornbach, and Jacob I. Walter, Seismological Research Letters Volume 87, Number 4 July/August 2016
  • Knaap, W. van der and A.C. van der Vlis, ‘On the Cause of Subsidence in Oil-Producing Areas’, Koninklijke/ Shell Exploratie en Produktie Laboratorium, The Netherlands. Paper presented at the 7th World Petroleum Congress, Mexico City, Mexico, April 1967, by A.C. van de Vlis. Paper Number: WPC-12208 Published: April 02 1967
  • NAM: Gaswinning kan leiden tot lichte aardbevingen. De Volkskrant 22-12-1993, NRC Handelsblad 21-12-1993, Algemeen Dagblad 22-12-1993
  • Pratt, Wallace E. and Douglas W. Johnson, ‘Local Subsidence of the Goose Creek Oil Field’, The Journal of geology, Volume XXXIV, Number 7-part 1 (1926).
  • Erdbeben in Norddeutschland “Wie wenn ein Panzer das Haus rammt- panzer-das-haus-rammt—3550042.html, Stern 20-10-2004.
  • Gasförderung soll Erdbeben in Deutschland ausgelöst haben, Der Spiegel 21-03-2006
Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 11 oktober 2022
NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.