Boren naar de IJstijd; Kleilaag als bergruimte voor radio-actief afval

Onder de Nederlandse polders ligt een berglandschap waarover nog te weinig bekend is. De Rijks Geologische Dienst boorde onder Noordwijk 450 meter diep op zoek naar de oertijd.

EEN DIEP GAT in de grond boren is spannend èn nuttig, zoals blijkt in de werkkeet in Noordwijk-Binnen, waar Otto Nahar de monsters van die dag bekijkt. Zijn dagelijks werk is het boren en karteren voor de 1:50.000 kaarten van de Rijks Geologische Dienst (RGD). Een diepe put als deze is ook voor hem nieuw. Hij wijst naar een bakje zeeschelpgruis in rivierafzettingen. “Aan het begin van de vierde en laatste IJstijd daalde de zeespiegel. Rijn, Maas en Schelde sneden toen in de voormalige zeebodem en zetten het vrijkomende materiaal elders af”, licht hij toe. Helderwitte kwartszanden uit een laag daaronder werden daarentegen meegebracht door een oudere, zeer grote rivier die vóór de beide laatste IJstijden uit de Finse Golf en Oostzee stroomde. De Rijn was daarbij vergeleken een klein stroompje.

Voor de merkwaardige askleur in een kleilaag van 60 miljoen jaar oud weet Nahar noch assistent-geoloog Henk Zwaan een verklaring: “Dat is voor de experts”. Even later meldt de boormeester, dat hij aan het toerental van de motor ziet dat hij in het harde gesteente terecht is gekomen: het doel van de boring lijkt bereikt. Inderdaad pompt de machine spoedig daarna van 454 meter diepte spoeling met grijze Hollandmergel omhoog, 65 miljoen jaar oud. Toen dit in een warme zee ontstond, waren ook de Alpen en de Pyreneeën nog zeebodem en werd de aarde bevolkt door dinosauriërs aan de vooravond van hun uitsterven. De machine houdt stil en ieder zwijgt even mee.

Enkele weken later wordt op het RGD-kantoor een vergadering belegd met specialisten - geologie is multi-disciplinair. De askleurige klei van 60 miljoen jaar die op de boorplaats voor verbazing zorgde, blijft een raadsel. Maar dan wijst een geologe naar de elektrische weerstand en de radio-activiteit en spreekt het verlossende woord: “Vulkaanas uit Schotland, tuffiet.”

VERMOEDENS

Hoewel vaak in de Nederlandse bodem is geboord, is men van de diepere lagen onder westelijk Nederland niet volledig op de hoogte. De bovenste vijftig meter staat gedetailleerd op de 1:50.000 kaarten van de RGD. Daaronder worden de gegevens schaarser. De bovenste 500 meter ontbreken ook op de seismische profielen van RGD en oliemaatschappijen, doordat de trillingen in deze slappe lagen niet worden teruggekaatst, in tegenstelling tot de hardere formaties op grotere dieptes. De grens tussen Tertiair en Kwartair ligt bijvoorbeeld niet vast, doordat verschillende methoden uitkomsten gaven, die soms 100 meter van elkaar verschilden. Het beeld van de aardkorst tussen 300 en 500 meter berustte op soms strijdige generalisaties en geschoolde vermoedens, en het enige wat dan overblijft is zelf gaan boren. Daarmee vergroten we allereerst onze kennis over de IJstijden, klimaten en sedimenten.

“We weten dat IJstijden zo'n 100.000 jaar duren; relatief warme Tussenijstijden, zoals het Holoceen waarin we leven, duren ongeveer 10.000 tot 15.000 jaar. De laatste IJstijd eindigde rond 10.000 jaar gelede. Dat wil zeggen dat geologisch gezien binnen relatief korte tijd de kans bestaat dat er een nieuwe zal beginnen”, aldus geoloog dr. Wim de Gans, hoofd RGD, district West. Hij moet beschikken over een model van de aardlagen om advies te kunnen geven over het gebruik van aardwarmte, de bouw van tunnels of de berging van radio-actief afval. Dat is niet eenvoudig, want de ondergrens van het Tertiair ligt onder Haarlem bijvoorbeeld 750 meter diep, maar onder Noordwijk volgens de seismische gegevens 'slechts' 450 meter.

De Gans besloot daarom dit jaar om onder Noordwijk-Binnen met een diepe boring en grondmonsters vast te stellen waar de grenzen tussen Kwartair, Tertiair en Krijt precies liggen en wat de samenstelling van de sedimenten uit het Tertiair onder West-Nederland is. Deze lagen zijn afgezet in een zee die zich ooit uitstrekte van de Doggersbank tot Polen en van Vlaanderen tot Denemarken. De voormalige zeebodem daalt nog steeds en de geologen spreken dan ook van een dalingsgebied. Niet overal is die daling gelijkmatig, waardoor erlangs breuken, slenken en horsten ontstonden, van zuidoost naar noordwest. Soms veroorzaakt dat aardbevingen: in Haarlem, boven een van de breuken, voor het laatst in 1883. Op een doorsnede van Zeeuws-Vlaanderen naar Schiermonnikoog bijvoorbeeld is goed te zien, dat aardlagen uit het einde van het Krijt op de horst hoger liggen dan aan weerszijden.

BOOM-KLEI

Zo'n 33 miljoen jaar geleden zette de zee zware Boom-klei af, genoemd naar een dorp tussen Antwerpen en Mechelen, waar men er baksteen van maakt. Deze taaie laag bleek een hindernis die de boortechnici maar liefst zes dagen werk kostte. Om vastlopen van de boor te vermijden, moesten ze de klei centimeter voor centimeter wegschrapen. Hier bleek hoe nuttig een proefboring kan zijn: volgens schattingen was deze laag 15 meter dik, in werkelijkheid bleek deze het dubbele. “Dankzij de ondoordringbaarheid en stabiliteit is deze Boom-klei theoretisch gezien, bij voldoende dikte, geschikt voor de opslag van radio-actief afval”, aldus De Gans, “Dit wordt onderzocht bij Mol, in de Belgische Kempen waar Boom-klei ook aan het oppervlak ligt.”

Doorredenerend zou er onder Voorne-Putten een ideale bergplaats voor radio-actief materiaal kunnen liggen, als de seismische gegevens zouden kloppen dat daar honderd meter dik Boom-klei ligt op een diepte van drie à vier Domtorens. Nu bovengronds de ruimte schaars wordt, schuilt er wellicht een toekomst in het geologische verleden.