CO2 borrelt snel naar boven in de Eifel

De komende week verschijnen veel verhalen in media over CO2-injectie, en de geologie van de Eifel. TNO, TU Delft en de Universiteit van Utrecht-  verenigd in CO2-injectieprogramma Cato2 -gaven namelijk een CO2-excursie naar de Eifel, het gebergte met vulkanische wortels waar op verschillende plaatsen de CO2 naar boven borrelt. Cato staat voor Co2 Afvang Transport en Opslag. De Eifel is het land waar Woedende Kok tussen het reageren op Climategate door kookt.

Aardbodem lek als mandje
Hier blijkt dat – net als bij opslag van kernafval overigens – niet iedere aardlaag geschikt is voor CO2-opslag, omdat het gas op sommige plaatsen weer snel haar weg naar boven vindt. Neem het poreuze basalt afkomstig van de vulkaanerupties met ingesloten luchtkamers: er past CO2 in, maar het floept er ook zo weer uit. Tenzij je daar weer een deklaag overheen gooit. Anders krijg je zo’n ontsnapte bubbel die- bij wijze van spreken- heel Barendrecht in slaap sust.

In deze blog geef ik even een fotografisch verslag van de locaties die voor Climategate-lezers interessant zijn vanuit CO2-oogpunt. Op een paar uurtjes rijden kun je de  Deutsche Vulkanstrasse volgen, en genieten van het vele CO2 dat hier omhoogborrelt, Dauner Sprudel drinken en dan CO2 opslaan via Weizenbier zoals alleen Duitsers dat maken. Je ziet ook hoe snel de natuur alle natuurgeweld bedekt onder een dikke laag misleidend groen. ‘Krakatau’, the day the world exploded van Simon Winchester is wat dit plotse geweld en biologisch herstel betreft een aanrader om te lezen

Sprudel
De foto hierboven is van de Wallenborn, die een straal CO2 met water spuit, vier kuub CO2 per eruptie met ongeveer 100 liter water tot 4 meter hoog. Het is een mineraalwaterbron, waarvan de Eifel vele kent (met Sprudel-fabrieken) en pure CO2-winning. Bij iedere eruptie ruik je ook een beetje H2S, de typische rotte eierlucht.

Aanvankelijk borrelde het 3000 mg/liter CO2-houdende water rustig naar boven. De meer ‘explosieve’uitbarstingen ontstonden, nadat de Duitsers er gingen boren tot 40 meter diepte.

De herkomst van het gas is vanuit grote diepte vanuit magmakamers. Het raakt verzeild in een poreuze zandsteenlaag met watergangen, waar het zich mengt met water. Aanvankelijk kan veel CO2 in het water oplossen, omdat onder in het boorgat een druk heerst van 3 bar. Na verzadiging ontstaan gasblaasjes, die de bron doen borrelen. Hoger in het boorgat is de druk steeds lager, zodat de gasbellen verder kunnen uitzetten.

Die drukverlaging versterkt zichzelf naar boven toe, zodat nog meer gas vrijkomt in plaats van in oplossing gaat. Water en CO2 stijgen steeds explosiever op tot de bron is ‘ontgast’. Dan zakt de fontein weer in, waarna het feest zich weer herhaalt als er weer voldoende CO2 in de waterkolom is opgelost.

Cursus Eifel lezen voor beginners
Excursieleider was het geologische orakel Ronnie van Overmeeren, het prototype ‘goede leraar’die je met zijn kennis meesleept het geologische landschap in. Na eerdere bezoeken aan de Eifel als geofabeet, werden de ‘rotswanden’ nu plotseling lavameren, slakkenkegels, je zag het verschil tussen een Caldera (ingestorte magmakamer) en Maar (gat door explosie), iedere wand kreeg een eigen verhaal.

De foto hierboven is van de Meerfelder Maar met uitzicht op Manderscheid. Het stereotype heuveltje-bosje-dorpje landschap van Duitse natuurparken krijgt dankzij die vulkanische oorsprong een randje gevaar, want ze kunnen weer uitbarsten.

Een Maar ontstaat explosief, doordat magma onderaards met waterrijke lagen in contact komt. Dat explosieve contact slaat een gat in de grond, waar de lava en basaltregens dan uitspuiten. Op de foto rondom de krater (het meer) zie je zogenaamde tufwallen, waar het puin van de uitbarstingen op regent.  Later vult water de krater: en zo krijg je die meertjes dus. 

Die typische conussen – die je als klein kind tekende als de juf vroeg om ‘een vulkaan’ – dat zijn slakkenkegels. Die ontstaan laagje lava voor laagje, alsof je een nieuwe laag pindakaas smeert over de vorige, nadat de vorige laag is opgedroogd. Maar dan met tussenpozen van millennia of zelfs miljoenen jaren.

Tropische laagvlakte
Wat ik niet wist, is dat je in de Eifel een grondgebergte hebt uit het Devoon (=paleozoicum), dat zie je langs de bergranden op de foto. Maar dat de opheffing van de Eifel, én de nieuwe vulkanische periode begon in het Tertiair met het ontstaan van de Alpen.  Daarvóór was de Eifel een laagvlakte met tropisch klimaat.

Een mogelijke voorstelling voor de opleving van vulkanisme, is dat de opheffing van de (in de Eifel dunnere) aardkorst ruimte gaf voor de magma, om een kansje te wagen: ‘ach, laten we weer eens naar buiten gaan, beetje donderjagen, wat CO2-uitstoten en de aarde met lava en basalt bedekken’. Ook als vulkaan moet je toch wat.

Sommige vulkanen zijn een soort geologische Doornroosjes, ze hebben 8 miljoen jaar geslapen, om daarna weer tot leven te komen. De laatste uitbarsting, de Caldera (= ingestorte kraterwand) van de Laacher See, vond nog maar 12.900 jaar geleden plaats. De pluim van de vulkaan kwam tot centimeters dik in Berlijn terecht, en de uitbarsting was groter dan dan die van Mount St Helens in Alaska in 1980. Voor de dummies onder u, dat was me er eentje.

De Meerfelder Maar verspreidde bij uitbarstingen zogenaamde Tufwaaiers. Bij iedere explosieve uitbarsting kwam weer een laag puimsteen en basaltbrokjes over het landschap aangevloen.Deze groeve lag een kilometer of tien verder.

De Arensberg barstte 24 miljoen jaar geleden nog uit, na 8 miljoen jaar slaap. Hier zie je een zogenaamde basaltwaaier, of nog poetischer een ‘lavarozet’. Die ontstaat als hete lava de kraterpijp instroomt, en stolt rond een cilindervormige holte. Bijvoorbeeld een ontgassingspijp. Opvallend is dat je bij geologie veel feiten moet kennen, die je met elkaar moet verbinden. Dan begint een stenen wand zijn eigen verhaal te vertellen.  Het binnenste van de Arensberg is via een gang toegankelijk.

Voor biologen zijn verder de ingesloten Maaren interessant. Ze herbergen door hun microklimaat vaak nog ijstijdrelicten, de moor-restanten vormen refugia voor soorten als de veenbesvlinder.

CO2 is Good for You
Bovenstaande mofette ontstaat als een aardlaag weinig grondwater bevat, waarmee het opstijgende CO2 in contact komt. De lijfspreuk op mijn t-shirt -dat ik thuisliet omdat ik me als gast wilde gedragen- gaat niet altijd op zoals dit hek getuigt. Dit moet kinderen en dieren de toegang blokkeren. CO2 is zwaarder dan lucht, blijft dus op de grond hangen en als je er in gaat liggen stik je.

Onze grote geologische roerganer Van Overmeeren demonstreerde dit verstikkingseffect met een kaarsje, dat uitging zodra je het in die onderlaag hield.  In sommige kelders in de Eifel vind je daarom regelmatig gestikte muizen. Bij CO2-opslag is het vrijkomen van zo’n grote gasbel ook het grootste gevaar: je zou er bij wijze van spreken heel Barendrecht mee kunnen bedwelmen. Maar dat gaat niet meer door.

Bovenstaande Dreimuhlen-waterval ontstond kunstmatig, dankzij de verlegging van stroompjes uit drie bronnen met kalkrijk water. De bronnen bevinden zich in kalkrijk gesteente, waarvan de kalk oplost door het hoge koolzuurgehalte van het water. Stroomt het water hard naar beneden tegen te rotsen, dan gaat net als bij een glas bier het CO2 uit oplossing, en dat bevordert het neerslaan van kalk. Het mos (Laubmoos) dat je ziet, raakt steeds ingekapseld door neerslaand kalk, sterft af, en groeit daar weer overheen.

Hoeveel CO2 maakt de Eifel?
Aan sceptische zijde wordt nog wel eens op de rol van CO2-productie door vulkanen gewezen. Neem de Middellandse zee rond Griekenland waar CO2 het zeewater in borrelt. De Laacher see, kent ook vele moffetten die CO2 uitbraken. Interessant is te weten, hoeveel CO2 in dit gebied nu vrijkomt, de CO2-flux.

Wel, de Eifel kent een duidelijk emissie-centrum. De mate van emissie hangt samen met de magmatische activiteit: dat is voor vulkanologen van belang, want voor een vulkaan weer gaat donderjagen neemt de intensiteit daarvan toe. De piek ligt in de driehoek tussen Adenau, Prum en Bitburg. De totale hoeveelheid CO2-emissie is geschat op zo’n 750.000 ton per jaar. De Nederlandse menselijke jaaruitstoot ligt rond de 220 Megaton, dus ietsje meer. Bij mijn weten ligt de totale mondiale vulkaanemissie gemiddeld jaarlijks op éénachtste van de menselijke uitstoot.

CO2 als werkverschaffer
Interessant is wel te weten, welke hoeveelheden één mogelijke CO2-injectieinstallatie zou injecteren. Me dunkt dat je dan met 750.000 ton wel even zoet bent. Zo komen we ook op het doel van de reis, de meegekomen wetenschappers (waaronder van de groep van mijn grote vriend Wim Turkenburg) wacht natuurlijk op betere tijden, waarin CO2-injectie weer groen licht krijgt. Een beetje mediamassage kan dan geen kwaad, zie dus binnenkort de media. Ironisch genoeg ben je als CCS-voorstander automatisch tegen de verabsolutering van kernenergie: want zonder fossiele brandstof is CCS niet nodig.

Brave Hendrik
Ik heb me buiten iedere klimaatdiscussie gehouden, had mijn opstandige CO2-is Good For You-tshirt expres thuis gelaten, al is die boodschap qua werkgever zeker van toepassing. Ik heb, waar nodig, slechts verwezen naar spelbederver ‘De Staat van het Klimaat’, waarover een wetenschapper terecht opmerkte dat de rol van CO2 als drijver van opwarming maar beter wel groot kan zijn: ‘het houdt vele mensen aan het werk’. Ecofys was ook mee, een firma die volledig drijft op de CO2-bubbel.

In een werkelijkheid waarin CO2 een belangrijke klimaatfactor is, zul je oplossingen moeten vinden om bij aanhoudend fossiel brandstofverbruik dit spul ergens weg te moffelen. CCS is dan een optie. Vanuit die insteek doen de Cato-mensen goed werk, zo heb ik het neutraal aan ze verwoord. Vele gezinnen krijgen zo een belegde boterham op tafel, en brengen brave burgers voort die op hun beurt weer hun tribuut betalen aan schuldeisers van overheid en commercie.

Iedere bubbel heeft zo zijn nut
Als CCS al-om wat voor reden ook- toch op grote schaal wordt toegepast, dan kun je met de techniek maar beter vooroplopen. Zo redeneerde Shell ook, wetende dat er geen beter spul bestaat dan olie en gas. Ik heb geen zweverige eco-idealisten ontmoet bij Cato, het zijn gewoon wetenschappers die bij een gegeven werkelijkheid hun kunstje willen vertonen. Geef ze eens ongelijk.

Misschien doen de Cato-mensen via hun onderzoek aan CCS kennis op die wél onverwacht maatschappelijk nut heeft. En hoe vaak in de wetenschappelijke geschiedenis zijn onbedoeld de meest geniale vindingen geboren? Misschien helpt hun onderzoek aan CO2-injectie wel bij efficientere vormen van moeilijke oliewinning: de TU-Delft doet daar onderzoek aan.

Wel aardig te vermelden, is dat Sander van Egmond van de Universiteit Utrecht campagneleider bij Greenpeace is geweest. Nadat het woord Climategate was gevallen en bubbelprikker ‘De Staat van het Klimaat’ leek hij minder enthousiast over mijn aanwezigheid. Maar kijk eens hoe lief en constructief ik ben geweest!

En ik wil nog pleiten voor een ‘Ronnie van Overmeeren’-fanclub. Geweldige kerel, die bewijst dat college geven een aangeboren talent vereist, en dat de pensioenleeftijd van 65 met gemak omhoog kan.