Onderzeese aardverschuivingen nieuw gevaar in Golf van Mexico

Uit seismische gegevens blijkt dat aardbevingen duizend kilometer verderop onderzeese modderlawines op gang kunnen brengen. Het verschuivende slib kan booreilanden bedreigen en olierampen veroorzaken.

Tuesday, May 26, 2020,
Door Maddie Stone
Op deze foto uit 31 maart 2015 is te zien hoe een oliespoor op het water ...

Op deze foto uit 31 maart 2015 is te zien hoe een oliespoor op het water van de Golf van Mexico wordt doorkruist door het kielzog van een bevoorradingsschip. De olie is afkomstig uit boorputten van een voormalig Taylor Energy-platform, dat in 2004 werd verwoest bij een onderzeese aardverschuiving die op gang was gebracht door hurricane Ivan.

Foto van Gerald Herbert, AP Photo

Enkele van de beruchtste olierampen uit de Amerikaanse geschiedenis werden veroorzaakt door menselijke fouten, zoals die met de tanker Exxon Valdez en het olieplatform Deepwater Horizon. Maar dit soort megarampen kunnen ook een natuurlijke oorzaak hebben: een olielek waarbij al zestien jaar lang een grote hoeveelheid ruwe aardolie in zee stroomt, ontstond nadat een booreiland voor de kust van Louisiana door een onderzeese aardverschuiving werd verwoest.

Uit seismische gegevens blijkt nu dat zulke onderzeese modderlawines in de Golf van Mexico vaker voorkomen dan tot nu toe werd gedacht, een zorgwekkende uitkomst voor een gebied met bijna tweeduizend offshore-platforms en tienduizenden kilometers aan olie- en gaspijpleidingen, waarmee de fossiele brandstoffen naar het vasteland worden getransporteerd.

De nieuwe analyse verscheen afgelopen woensdag in het vakblad Geophysical Research Letters en toont aan dat er tussen 2008 en 2015 maar liefst 85 tot nu toe onbekende aardverschuivingen in de Golf hebben plaatsgevonden. Tien van die lawines kwamen zonder enige waarneembare oorzaak op gang, zo blijkt uit de studie. Maar tot verrassing van de onderzoekers leken de resterende 75 te zijn veroorzaakt door aardbevingen die zich ver van de Golf voordeden – doorgaans lichte tot middelzware schokken die tot wel duizend kilometer verderop, langs de westkust van Noord-Amerika, plaatsvonden.

“Ik had niet verwacht dat onderzeese aardverschuivingen zó vaak in de Golf van Mexico voorkwamen,” zegt hoofdauteur Wenyuan Fan, seismoloog aan de Florida State University. “En ik wist niet dat onderzeese aardverschuivingen zo gevoelig zijn voor passerende seismische golven. Ik probeerde voortdurend het tegendeel te bewijzen.”

Aardbevingen 101
Aardbevingen kunnen enorme verwoestingen veroorzaken, maar ook de meest prachtige landschapsformaties op aarde vormen.

Seismisch raadsel in de Golf

Wetenschapper weten al langer dat de Golf van Mexico in het verleden door talloze aardverschuivingen is geteisterd. De grootste onderzeese lawine die ooit voor de Amerikaanse kust is geregistreerd, vond plaats in Texaanse wateren. Littekens van andere grote onderzeese lawines zijn herkenbaar op de zeebodem voor de monding van de Mississippi.

Ook hebben onderzoekers een vrij goed idee waarom de zeebodem van de Golf van Mexico zo vaak verschuift: elk jaar worden kolossale hoeveelheden sedimenten door rivieren in de Golf gedumpt, waarbij het losse slib zich snel ophoopt en er relatief steile en instabiele hellingen ontstaan.

Maar de meeste aardverschuivingen die geologen aan de hand van zeebodemonderzoek in de Golf van Mexico hebben gedocumenteerd, vonden duizenden jaren geleden plaats. Deze gebeurtenissen zeggen dus weinig over het optreden van onderzeese modderlawines in onze tijd, noch over de oorzaken ervan.

Fan en zijn collega’s zijn nu begonnen met het vullen van deze hiaten in onze kennis. Daarbij maken ze gebruik van de USArray, een netwerk van vierhonderd seismografen die van 2007 tot 2013 van west naar oost door de hele continentale VS trokken en op elke locatie meerdere jaren lang geologische gegevens verzamelden. Het project had volgens Fan tot doel “de VS in een natuurlijk laboratorium te veranderen” en het fundamenteel wetenschappelijk inzicht in de dynamiek van aardbevingen te vergroten.

Bij de seismische gegevens die door het netwerk zijn vergaard, gaat het niet alleen om aardbevingen. Seismometers slaan ook uit door talloze andere trillingen, zoals de branding van oceanen en de relatief snellere P- en S-golven die door diepere en dichtere gesteentelagen galmen.

Kort nadat Fan eind 2017 een deel van de USArray-gegevens over onderzeese aardbevingen voor de kust van het Pacifische Noordwesten begon te bestuderen, merkte hij op dat er ook signalen uit de Golf van Mexico waren geregistreerd, waar zeer weinig aardbevingen voorkomen. Nadat Fan en zijn collega’s de eigenschappen van deze golven hadden geanalyseerd en computermodellen hadden opgesteld om ze na te bootsen, waren ze ervan overtuigd dat ze te maken hadden met de seismische sporen van onderzeese aardverschuivingen – en dat het er heel veel waren.

In de gegevens die tussen 2008 en 2015 onafgebroken waren verzameld, herkenden de onderzoekers de oppervlaktegolven van 85 afzonderlijke onderzeese aardverschuivingen in de Golf van Mexico. Het meest verontrustende voor het team was dat bijna negentig procent daarvan plaatsvonden binnen enkele minuten nadat zich bijna duizend kilometer verderop een aardbeving had voorgedaan.

De meeste van deze aardschokken vonden plaats op de grens tussen de Pacifische Plaat en de Noord-Amerikaanse Plaat, die zich van het Pacifische Noordwesten tot aan Mexico uitstrekt. Veel van de bevingen waren niet zwaarder dan magnitude 5, te licht om “door verslaggevers gemeld te worden,” aldus Fan.

Deze waarnemingen en het feit dat krachtiger en verder weg plaatsvindende aardschokken geen waarneembare onderzeese aardverschuivingen veroorzaakten, wijzen er volgens Fan op dat de kracht van een aardbeving niet de belangrijkste factor is bij het veroorzaken van een onderzeese aardverschuiving in de Golf van Mexico. Volgens Fan moet er meer onderzoek worden gedaan om te achterhalen op welke wijze een afgelegen aardbeving een modderlawine op gang kan brengen in een oceaangebied dat duizend kilometer verderop ligt. “We moeten dus een offshore-experiment uitvoeren om precies uit te zoeken welke natuurkundige mechanismen de onderzeese aardverschuivingen kunnen veroorzaken,” zegt hij.

Volgens Joan Gomberg, seismologe van de US Geological Survey en een van de wetenschappers die de nieuwe studie van Fan en collega’s voor publicatie heeft beoordeeld, maken geologen vaak gebruik van afzettingen van onderzeese aardverschuivingen als bewijs voor aardbevingen in het verleden. “Maar daarbij gingen we er altijd vanuit dat de aardbeving in kwestie in de buurt had plaatsgevonden,” zegt zij. “Wat het werk van Fan laat zien, is dat aardbevingen die deze modderlawines op gang brengen, zich ook ver weg kunnen voordoen. Dat maakt de interpretatie van de afzettingen dus wel wat ingewikkelder.”

Horrorscenario

De bevindingen van Fan hebben niet alleen gevolgen voor het reconstrueren van historische aardbevingen. Ze wijzen er ook op dat de vele olie- en gasplatforms en pijpleidingen in de Golf van Mexico door een nieuw geologisch gevaar worden bedreigd en dat er geen maatregelen zijn genomen om dat gevaar af te wenden.

“Het is niet ondenkbaar dat een booreiland wordt verwoest door een modderlawine. Dat is al eens eerder gebeurd,” zegt Ian MacDonald, een professor in de oceanografie van de Florida State University die niet bij het nieuwe onderzoek was betrokken. “Het is ook niet ondenkbaar dat daarbij een olielek optreedt en dat zo’n lek extreem moeilijk onder controle is te krijgen. Ook dat is eerder gebeurd.”

MacDonald verwijst naar de olieramp met een productieplatform van de maatschappij Taylor Energy voor de kust van Louisiana, waar al sinds 2004 honderd vaten ruwe aardolie per dag in zee stromen. Het olielek is bij het grote publiek amper bekend, maar wordt niettemin beschouwd als een van de zwaarste milieurampen in de Amerikaanse geschiedenis. De oorzaak? Een onderzeese aardverschuiving die op gang werd gebracht door de krachtige golfslag en stormvloed tijdens hurricane Ivan.

In 2019 publiceerde MacDonald een artikel op de website The Conversation waarin hij waarschuwde voor de mogelijkheid van een nieuwe milieuramp; volgens hem zou een onderzeese aardbeving “het horrorscenario voor een olieramp” kunnen zijn. Terwijl de olieramp met het BP-platform Deepwater Horizon werd veroorzaakt door het bezwijken van één enkele boorput, werd in het geval van de olieramp met het booreiland van Taylor Energy het hele platform door een modderlawine omver gegooid, waardoor meerdere boorputten bezweken en de met ruwe olie besmeurde wrakstukken door een dikke laag sediment werden bedekt, zodat de lekken moeilijk bereikbaar zijn en niet gedicht kunnen worden.

Fan las het artikel van MacDonald en nam contact met hem op. Dat was het begin van een dialoog die tot een “groot aantal vruchtbare gesprekken” leidde, aldus MacDonald. Toen MacDonald de gegevens van Fan over recente onderzeese aardverschuivingen in de Golf van Mexico analyseerde, realiseerde hij zich dat het risico voor de offshore-infrastructuur mogelijk veel groter was dan hij had gedacht. “We kunnen nu wijzen op veel van deze voorvallen in de laatste tien jaar,” zegt MacDonald. “Dat betekent dat we op een of andere manier aan de dans zijn ontsnapt, zonder dat we wisten dat er werd gedanst.”

Fan hoopt dat zijn onderzoek olie- en gasmaatschappijen zal helpen om beter beslagen ten ijs te komen als ze beslissingen moeten nemen over veilige locaties voor de aanleg van nieuwe infrastructuur. Volgens hem vond de meerderheid van de door zijn team geïdentificeerde aardverschuivingen in het westen van de Golf van Mexico plaats, een gebied dat onder de regering-Obama grotendeels was gevrijwaard van olie- en gasexploratie, maar in 2018 onder president Trump weer is vrijgegeven voor exploratie.

De seismische detectiemethode die door Fan is ontwikkeld, zou aangepast kunnen worden voor de aanleg van een alarmsysteem dat de bestaande infrastructuur kan beschermen. Als er op de zeebodem van de Golf van Mexico een batterij seismometers wordt geplaatst die aardverschuivingen registreren, zouden bedrijven gewaarschuwd kunnen worden als een signaal zich in de buurt van een platform zou voordoen, waardoor bemanningen kostbare minuten zouden winnen om de putten met een noodstop-procedure af te sluiten en zo een mogelijke olieramp in de kiem te smoren.

Dit artikel werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op NationalGeographic.com

lees verder

De Mount St. Helens ligt op de verkeerde plek. En nu weten we waarschijnlijk waarom.

De vulkaan is verantwoordelijk voor de dodelijkste uitbarsting in de Amerikaanse geschiedenis en wordt nauwlettend in de gaten gehouden. Toch is de berg nog altijd omgeven door raadsels, waaronder de vraag waarom hij überhaupt op deze plek is ontstaan.

Aardbevingen 101

Aardbevingen kunnen enorme verwoestingen veroorzaken, maar ook de meest prachtige landschapsformaties op aarde vormen.

Seismisch mysterie mogelijk opgelost met baanbrekende aardbevingscatalogus

In een laboratorium nagebootste aardbevingen wijzen uit dat er al vóór een grote beving activiteit waar te nemen moet zijn, maar in de natuur was dit patroon niet zichtbaar. Tot nu.
Lees meer