’s Werelds grootste zandvulkaan-zandbak

Hoe laat je de aarde zand uitspuwen? Dat kan door de bodem te laten trillen, maar ook door gewicht te dumpen op waterig zand in de ondergrond. Dat laatste gebeurde in de Pleistoceen-periode en onder water…

De grond schudde hevig in 1812. De Amerikaanse staat Missouri kreeg enkele, zeer onverwachte zware aardbevingen te verwerken. De grond scheurde op sommige plaatsen letterlijk open. Op vele plaatsen in de regio ontstonden heuse zandvulkanen door waterig zand dat uit de aarde kwam. In totaal kwam er 100.000 m3 tot 0.01 km3 (=10.000.000 m3) zand aan het aardoppervlak. Een wereldrecord werd in 2006 geclaimd.

Dat record is nu verpulverd: de grootste zandvulkaan-zandbak ligt in de Noordzee en heeft een volume van 10 km3. Helge Løseth (Statoil, Noorwegen) en collega’s melden dit in het nieuwste nummer van Geology.

Dit is niet zomaar een verbetering van het record, maar liefst met een factor 1000! Om een idee te geven hoeveel zand 10 km3 is, hebben de onderzoekers een paar schitterende vergelijkingen: Manhattan (New York) zou onder 160 m bedekt zijn, terwijl Londen onder een laag zand van 6 m zou komen te liggen.


_{De locatie van het wereldrecord: tussen Noorwegen en de Shetlandeilanden. Linksonder is Schotland te zien. Afbeelding: © Google Earth}

Zandvulkanen
Waar komt dat enorme volume aan zand vandaan? Volgens Løseth en collega’s was veel zand in de diepe ondergrond, precies tussen Noorwegen en de Shetlandeilanden, aanwezig. Dat zand, mogelijk afgezet rond 60 miljoen jaar geleden, bevatte veel water, maar zat opgesloten onder een slecht doorlatende aardlaag.

In het Pleistoceen, tussen 2,6 miljoen jaar en 400.000 jaar geleden, stond de zeespiegel vaak een stuk lager: dat was namelijk de periode van de glacialen met enorme ijskappen op het land. De kustlijn lag een stuk verder van de tegenwoordige kust af. Rivieren sneden zich diep in het landschap in en brachten veel sediment naar de toen bescheiden Noordzee. Ook naar het gebied tussen Noorwegen en de Shetlandeilanden. De druk op aardlagen in dat gebied nam hierdoor flink toe, en dus ook op het waterige zand in de ondergrond.

“De druk van het water in het sediment in de ondergrond was zo hoog dat breuken ontstonden in het gesteente,” legt Løseth uit aan Kennislink. Die scheuren vormden zich in de bovenliggende, slecht doorlatende laag van de Hordaland Groep. Zo kon het onder druk staande zand ontsnappen. Via scheuren in de flanken van heuvels op de zeebodem snelde het zand naar het oppervlak. “Het klopt dat het zand uit een soort zandvulkanen op de zeebodem kwam. Ze waren zowel langgerekt als cirkelvormig,” aldus Løseth.


_{Zandvulkaantjes in tuinen van Christchurch (Nieuw-Zeeland) na de beving met een kracht van 7,0 op 4 september 2010.}

Eenmaal in contact gekomen met het oceaanwater vormden zich stromen van zand over de oceaanbodem die tot 8 km van de scheuren reikten. Zo werd uiteindelijk een groot gebied (> 260 km2) met een dikke laag zand bedekt in de loop van de tijd, soms wel tot 125 m dik. Het hele zandpakket ontstond over een lange periode binnen het Pleistoceen.

Dit zandpakket ligt nu onder nog meer zand, wat in de laatste 400.000 jaar is afgezet bovenop de zandvulkaan-zandbak. Daarom ligt het pakket nu goed verscholen. De met zand opgevulde scheuren speelden uiteindelijk een cruciale rol bij de ontdekking van dit fenomeen met behulp van aardbevingsgolven.



_{Een versteend miniatuur zandvulkaantje in County Clare in Ierland}

Wetenschap
Dat wetenschap niet altijd voorspelbaar is, blijkt uit dit onderzoek. De onderzoekers deden modelstudies op schaal naar zand in de ondergrond om scheuren in aardlagen opgevuld met zand beter te begrijpen. Onverwacht bleken ook zandvulkaantjes te ontstaan. Løseth: “Als de modellen realistisch zijn, zou dit ook in de natuur moeten voorkomen. Daarom bekeek ik de gegevens [uit de ondergrond] nog eens. Zoals je kan zien in het artikel, hebben we een mooi groot voorbeeld gevonden.”

Olie en gas
De onderzoekers claimen verder dat dit soort zandvulkaan-zandbakken een prima reservoir zijn voor olie en gas. Bovendien hebben deze zanden ‘contact’ met de diepere ondergrond via de opgevulde scheuren. Via deze scheuren kan olie en gas uiteindelijk in een (reeds bedekt) zandbakreservoir terecht komen. Een nieuw type reservoir is geboren in theorie: nu alleen nog olie en gas vinden hierin.

_{Bron: Kennislink}
  | Gewijzigd: 5 april 2017, 11:52 uur, door Joyce.s