Het boren naar aardgas begon in 1963

Vanaf de jaren 60 wordt er in Nederland aardgas gewonnen. Zo is in 1963 begonnen met het boren in het Groningen-gasveld, ook wel Slochterenveld genoemd. Tot 1986 zijn er in Noord-Nederland geen aardbevingen waargenomen. De eerste aardbeving vond plaats bij Assen op 26 december 1986 en sindsdien zijn er door het KNMI in dit gebied een paar honderd aardbevingen geregistreerd met een maximale magnitude van 3,5.

Het seismologisch meetnetwerk in Noord Nederland. Blauwe driehoeken zijn boorgat seismometers en blauwe vierkantjes zijn versnellingsmeters. (Klik op de kaart voor een vergroting)

De aardbevingen in Noord-Nederland worden veroorzaakt door de gaswinning. Dit worden geïnduceerde bevingen genoemd. Een typisch kenmerk van door gaswinning veroorzaakte aardbevingen is de ondiepe ligging van het hypocentrum op enkele kilometers. Dit is een logisch gevolg van het feit dat deze trillingen ontstaan door bewegingen langs de breukvlakken in of nabij de met gas gevulde zandsteenlagen. Door de locaties van aardbevingshaarden in te tekenen op een geologische kaart kunnen breuken die actief geworden zijn geïdentificeerd worden. Wanneer we naar het patroon van alle aardbevingen in Noord-Nederland kijken, blijkt dat, op een enkele uitzondering na, alle aardbevingen in verband kunnen worden gebracht met de locaties van gasvelden. Dit geldt als een bewijs dat de gaswinning inderdaad de oorzaak is van de bevingen.

Het gas zit op ongeveer 3 kilometer diepte onder druk in een poreuze gesteentelaag, zoals een zandsteenlaag. Het gasreservoir wordt afgesloten door een voor gas niet-doorlatend gesteente, bijvoorbeeld steenzout. Als het gas is weggehaald, moet alleen de zandsteenlaag de bovenliggende drie kilometer gesteente dragen. Hierdoor kan de laag in elkaar gedrukt worden, wat ook aan het oppervlakte merkbaar als bodemdaling. Soms gebeurt die daling heel geleidelijk, soms meer schoksgewijs en dat laatste is dan een aardschok of lichte aardbeving.

De grootste bevingen in Noordoost-Nederland vonden plaats bij Roswinkel (Drenthe) op 19 februari 1997 en bij Middelstum (Groningen) op 8 augustus 2006. Ze hadden een kracht van 3,4 en 3,5. Per jaar worden in deze regio ongeveer 40 schokjes geregistreerd, waarvan er ongeveer 5 door de bevolking worden gevoeld.
Ook in Noord-Holland zijn aardbevingen waargenomen bij gasvelden. In 1989 bij Purmerend, in 1994 en 2001 bij Alkmaar en in 2001 bij Bergen aan Zee. De sterkste was de beving met een kracht van 3,5 op 9 september 2001 bij Alkmaar.

In augustus 2006 had het KNMI in totaal 450 aardbevingen in Noord-Nederland geregistreerd waarvan er 10 groter waren dan 3,0 en 60 tussen 2,0 en 3,0. Bevingen met een kracht kleiner dan 2,0 worden doorgaans niet gevoeld door mensen.

Sinds 1995 worden deze gebieden bewaakt met een netwerk van boorgat seismometers en versnellingsmeters. Boorgatseismometers zijn seismometers die tot op een diepte van 200 meter in de grond zitten. In elk boorgat zitten seismometers op verschillende dieptes met een onderling diepteverschil van 50 meter, meestal op 50, 100, 150 en 200 meter diepte. Per niveau worden 3 richtingen geregistreerd (1 verticale en 2 horizontale richtingen). Op dieptes vanaf 150 meter is de bodemruis een factor 10-100 lager dan aan het oppervlak, zodat kleinere aardbevingen beter geregistreerd kunnen worden dan met oppervlakte instrumenten.
Versnellingsmeters meten heel nauwkeurig de versnelling van de bodem vlakbij het epicentrum van een aardbeving. De versnelling is een maat voor de krachten die op een huis komen te staan. Dit wordt gebruikt om een relatie tussen de intensiteit van de beving (dat wat de mensen gevoeld hebben) en de versnelling te vinden. Deze instrumenten zijn zeer mobiel en worden in gebieden neergezet waar regelmatig aardbevingen voorkomen.

De aardbevingen die optreden boven aardgasvelden hebben hypocentra, die vaak samen blijken te vallen met breuksystemen aan de top van de gashoudende zandsteenlagen. Geologie (breukkartering) en seismologie (bepaling hypocentra) kunnen dus samen een aanwijzing geven voor de herkomst van aardbevingen. (Klik op de afbeelding voor een vergroting)

Kaart van Noordoost Nederland. Gele cirkels zijn aardbevingen, blauwe driehoeken zijn boorgat seismometers, blauwe vierkantjes zijn versnellingsmeters, groene velden zijn gasvelden en met oranje worden steden en dorpen aangegeven. (Klik op de afbeelding voor een vergroting)

(Bron: KNMI)

Aardbevingen bij het boren naar schaliegas

De samenstelling van de bodem bij schaliegas bekkens is anders dan bij aardgas.
Zoals hierboven al werd opgemerkt bestaat de bodem in Noord Nederland in hoofdzaak uit een poreuze zandsteenlaag van een paar honderd meter dik waarin het gas onder hoge druk zit opgesloten. Steek een pijp in het zandsteen en het gas stroomt er vanzelf uit. Het gevolg is dat de druk in het poreuze zandsteen langzaam minder wordt en de zandsteenlaag zal krimpen.
Dit krimpen veroorzaakt langs de breuklijnen in het zandsteen kleine bewegingen die tot een aardschok kunnen leiden.

Schematische tekening van bodemdaling veroorzaakt door het onttrekken van gas aan het zandsteen.

Dit artikel wordt in de loop van de komende weken aangevuld met verdere informatie