Het aardgasveld van Groningen is het grootste gasveld van Europa en één van de grootste van de wereld. Maar hoe is die enorme hoeveelheid gas eigenlijk onder ons kikkerlandje terecht gekomen?

Het aardgasveld van Groningen is echt niet zomaar iets. Het is het grootste gasveld van Europa en een van de grootste van de hele planeet. Al decennia vormt het gas een peiler van onze welvaart, maar de winning ervan gaat gepaard met aardschokken en landverzakking. Los daarvan is de aanwezigheid van dit gigantische gasveld gewoon heel speciaal. Om het te vormen was namelijk een bijzondere samenloop van omstandigheden nodig. Daarvoor moeten we honderden miljoenen jaren de geschiedenis in duiken, langs tropische moerassen en keukenzout.

Drie rollen
Om een aardgasveld zoals dat in Groningen te vormen, zijn drie steensoorten nodig: een moedergesteente, een reservoir en een afsluitingsgesteente. Het moedergesteente ligt onderop en bevat organisch materiaal, bijvoorbeeld oude plantenresten. Diep onder de grond zetten de hoge druk en temperatuur dit organische materiaal om in gas (of olie). Om het gevormde gas op te slaan, is het reservoir nodig. Dat is een steensoort waarin voldoende ruimte zit, zoals een zandsteen. Het slecht doorlaatbare afsluitingsgesteente is het deksel dat het geheel vervolgens afdekt, zodat het gas niet kan ontsnappen.

Het Groningse gasveld op de kaart. Afbeelding: Overheid.nl.

Afzetting van sedimenten
Ook in Groningen bevinden zich gesteentes die deze rollen op zich nemen. Die liggen er niet sinds het ontstaan van de aarde, maar zijn in de loop van de tijd afgezet als sedimenten. Dat zijn materialen die water, wind en ijs ergens achterlaten. Zand en klei zijn voorbeelden die we allemaal kennen. Na begraving verstenen sedimenten door de hoge druk en temperatuur; klei verandert bijvoorbeeld in schalie. De omstandigheden van het moment bepalen welke sedimenten op een plek worden afgezet. Om de juiste steensoorten voor een gasveld boven elkaar te krijgen, is dus precies de goede opeenvolging van omstandigheden nodig.

Tropische moerasbossen
Het verhaal van het Groningse gas begint meer dan 300 miljoen jaar geleden, in het geologische tijdvak het Carboon. In deze periode lag Nederland op de evenaar. De omgeving was totaal anders dan nu. In het warme en vochtige klimaat groeiden tropische moeraswouden, waarin onder meer libelachtige insecten met een spanwijdte van bijna een meter leefden. Door de miljoenen jaren heen steeg en daalde de zeespiegel, waardoor deze bossen werden afgewisseld met ondiepe zeeën. Een deel van de plantenresten uit de moeraswouden bleef uiteindelijk bewaard, om na begraving steenkool te worden en ons van aardgas te voorzien. Stap één, het regelen van het moedergesteente, was daarmee gezet.

De locatie van Nederland ten tijde van het Carboon. Afbeelding: Geologie van Nederland.

Wat is Pangea?

De aardkorst bestaat uit verschillende platen die langzaam rondschuiven. Dit proces heet platentektoniek. Op deze manier bewegen de continenten over de planeet. Lang geleden zag de aarde er dan ook heel anders uit dan tegenwoordig. Zo’n 300 miljoen jaar geleden kwamen alle continenten bij elkaar om één grote landmassa te vormen, het supercontinent Pangea. Toen Pangea uiteindelijk opbrak, ontstonden de continenten die we vandaag de dag kennen.

Supercontinent Pangea
De omstandigheden in de wereld, en daarmee in Nederland, veranderden echter. In de tientallen miljoenen jaren na de tijd van de moerasbossen, tijdens het Perm, vormde supercontinent Pangea zich volledig. Het klimaat werd wereldwijd stukken droger, mede doordat vochtige oceaanlucht grote delen van het land niet bereikte door de omvang van Pangea. De moeraswouden verdwenen dan ook, om plaats te maken voor spaarzaam begroeide woestijnvlaktes.

Gortdroge woestijn
Ook in Nederland ontstond een gortdroge woestijn met zoutmeren en periodiek opdrogende rivieren. Doordat grootschalige tektonische processen de aardkorst oprekten, kwam het gebied steeds lager te liggen. Het werd onderdeel van het Zuidelijk Perm Bekken. Hoezeer de omstandigheden door de tijd ook veranderden, de naam Nederland was toen dus al relevant! Door de daling ontstond ruimte om sedimenten af te zetten, waardoor wind en water een grote hoeveelheid zand achterlieten. Dit zand bestond uit afgesleten materiaal van het Varistische gebergte, een kilometers hoge bergketen ten zuiden van Nederland, waar de Ardennen een overblijfsel van zijn. Uiteindelijk werd dit zand het reservoir waar we vandaag de dag het Groningse gas uithalen.

Keukenzout
De volgende benodigdheid voor een goed gasveld is het afsluitingsgesteente, dat er voor zorgt dat het gas netjes op zijn plek blijft. Dat ontstond ongeveer 250 miljoen jaar geleden, nog altijd tijdens het Perm. Doordat Nederland zo laag lag, overspoelde de zee het land meermaals, waarna de ondiepe zeeën weer verdampten. Wanneer water verdampt, blijven de zouten achter. Hierdoor vormde zich in de loop van de tijd dikke zoutlagen: de Zechsteinformatie. Dikke kans dat het zout in je keukenkastje ook uit deze periode komt. Het resultaat was het afdekkinggesteente dat het gas miljoenen jaren opsloot, tot wij het een luttele zestig jaar geleden ontdekten.

Geologische doorsnede van het aardgasveld in Groningen. Let op: omwille van een goede weergave is de verticale schaal (in meter) een stuk groter dan de horizontale schaal. Afbeelding: Winningsplan Groningen 2016, NAM.

Omgekeerde kom
Door een gunstige opeenvolging van omstandigheden ontstond aardgas en bleef het bewaard, maar waarom verzamelde het zich uitgerekend onder het huidige Slochteren? Dat zit hem in een breuksysteem dat zich na de afzetting van deze sedimenten vormde. Onder meer het tektonische geweld dat grofweg 150 miljoen jaar geleden gepaard ging met het openen van de Atlantische Oceaan veroorzaakte breuken in de aardkorst: ‘horst en slenk’-structuren (zie onderstaande figuur). Het aardgasveld van Groningen bevindt zich in een inmiddels begraven horst, een hoger gelegen blok. Die horst fungeert als een soort omgekeerde kom waarin het omhoog bewegende gas zich verzamelde, waarna het niet meer kon ontsnappen.

Een schematische afbeelding van horsten en slenken. Het Groningse gasveld bevindt zich in een begraven horst. Afbeelding: Wikimedia Commons.

Vloeiend zout
Daar komt bij dat de Zechsteinformatie, het zout dat het gasveld afdekt, bij Groningen niet wegvloeide. Zoutlagen kunnen na begraving namelijk vloeien door spanningen en druk in de aardkorst, bijvoorbeeld langs een breuk in de gesteenten. Op sommige plekken vormde de Zechstein zo kilometers dikke zoutpilaren, terwijl het op andere plekken bijna verdween. Dit zie je ook in bovenstaande dwarsdoorsnede van het gasveld, waarin de Zechsteinformatie bij een breuk enorm van dikte verandert. Het had dus zomaar gekund dat het Groningse gas ook op die manier zou ontsnappen.

Sinds al deze processen plaatsvonden, gebeurde er uiteraard nog veel meer in het huidige Nederland. Sedimentaire afzettingen vertellen ons allerlei verhalen, onder meer over tropische zeeën met meterslange roofreptielen en over bitterkoude ijstijden. Onze geschiedenis is dan ook omvangrijk en (letterlijk) veelbewogen, zoals het ontstaan van het Groningse aardgasveld bewijst.

Niels Waarlo (1994) is masterstudent Aardwetenschappen aan de Universiteit Utrecht. Hier houdt hij zich bezig met klimaatreconstructie en sedimentaire geologie. Daarnaast richt hij zich op wetenschapscommunicatie en –educatie, onder meer met een stage bij de educatieve afdeling van Naturalis. Verder schreef hij als muziekjournalist voor onder andere KindaMuzik en State Magazine.