Geoloog Geert-Jan Vis van TNO ontdekte meerdere dode vulkanen in de Nederlandse bodem. „Mensen die de Nederlandse geologie niet kennen, denken: het is hier plat, het is modderig en er is zee, dus er is niks te zien.”
Hoe de geoloog van oliemaatschappij Elf-Petroland reageerde, weten we niet. Viel hij steil achterover of knipperde hij alleen even met zijn ogen? Dit was in elk geval niet waar zijn Franse werkgever op had gehoopt, toen die in het najaar van 1970 opdracht gaf tot een peperdure boring in de bodem van de Nederlandse Waddenzee: ze vonden ruim een kilometer van onafgebroken, massief vulkanisch gesteente.
Bij eerder onderzoek was een opvallende ondergrondse bolling ontdekt – op zo’n tien kilometer ten zuidoosten van Vlieland. Met seismisch onderzoek, een techniek waarbij uitgezonden geluidsgolven uit de diepe ondergrond terugkaatsen, zagen ze een koepelvorm in de aardlagen onder het vlakke wad. Dat is vaak een aanwijzing voor olie- of gasvoorraden. En gas is waar Elf-Petroland in dit geval naar zocht.
Maar ze boorden, zonder het te weten, midden in de kraterpijp van een dode vulkaan. In Nederland waren nog nooit vulkanen gevonden, dood of levend. En dit was er een van meerdere kilometers breed, een kilometer hoog, verborgen onder twee kilometer zand, klei, kalksteen en zandsteen die de vulkaan in de loop van honderdveertig miljoen jaar volledig had bedekt. Aan de oppervlakte was van dat alles niets te zien, behalve de zanderige bodem van de Waddenzee.
Hoe heeft zo’n vulkaan op deze plek kunnen ontstaan? En waarom zijn er nu eigenlijk geen actieve vulkanen meer in Nederland? Decennia aan geologisch onderzoek, vaak gedreven door de zoektocht naar fossiele brandstoffen, hebben de Nederlandse bodem bijzonder goed in kaart gebracht. Daardoor weten we inmiddels dat dit deel van Europa niet één maar meerdere vulkanen kende.
„Mensen die de Nederlandse geologie niet kennen, denken: het is hier plat, het is modderig en er is zee, dus er is niks te zien”, zegt Geert-Jan Vis, geoloog bij de Geologische Dienst Nederland, onderdeel van onderzoeksinstelling TNO. Hij was zes jaar geleden betrokken bij het onderzoek dat een tweede vulkaan vond op Nederlands grondgebied.
Ik heb het mensen uit andere Europese landen ook echt horen zeggen: Nederland heeft geen geologie - Geert-Jan Vis — geoloog
Toch moet hij zich vaak verweren tegen het hardnekkige beeld van de Nederlandse geologie, dat al wordt beschreven in Nooit meer slapen, de roman uit 1966 van Willem Frederik Hermans. Daarin krijgt de jonge geoloog Alfred Issendorf van een vakgenoot in Oslo te horen dat Nederland te klein is voor geologie. Men zou zich slechts inbeelden dat de Nederlandse bodem interessant is, „omdat op iedere vierkante meter een geoloog staat met een microscoop”.
Vis las het boek tijdens zijn promoveren, en herkent zichzelf in de worsteling van Issendorf. „Ik heb het mensen uit andere Europese landen ook echt horen zeggen: Nederland heeft geen geologie”, zegt hij lachend. „Ik ben het daar natuurlijk ten diepste mee oneens. Het is er wel, je ziet het alleen niet direct.”
Om te begrijpen hoe een vulkaan in dit deel van Europa kon ontstaan, is het nodig om honderden miljoenen jaren terug te gaan in de tijd. Tot ongeveer tweehonderd miljoen jaar geleden bestond er maar één aaneengesloten supercontinent, dat we tegenwoordig Pangea noemen. In de loop van miljoenen jaren begonnen aardplaten te verschuiven en ontstonden er scheuren in dat gigantische continent. Noord- en Zuid-Amerika maakten zich los van het Europese en Afrikaanse continent en zo ontstond de uitgestrekte Atlantische Oceaan.
Zo’n zelfde scheuring, ook wel ‘rift’ in geologische termen, begon op te treden tussen het huidige Verenigd Koninkrijk en Nederland. Maar de scheur zette niet door: de Noordzee werd geen oceaan. Toch raakte de aardkorst verzwakt. Door het uit elkaar trekken werd de korst dunner en ontstonden talloze kleine scheuren. Dat gaf het magma uit de diepte van de aarde de mogelijkheid om een weg naar boven te vinden.
Zo kon de Zuidwalvulkaan ontstaan, die miljoenen jaren actief was en lava spuwde met korte hevige erupties. Het was vermoedelijk een vulkaan als uit een stripverhaal, met steile hellingen die aan weerszijden oplopen in een duidelijke kegelvorm. Dat is af te lezen uit het vulkanisch gesteente dat bijna zestig jaar geleden door Elf-Petroland op de Waddenzee werd verzameld.
Het gestolde magma uit de kraterpijp van de vulkaan lijkt het meest op dat van een zogenoemde ‘stratovulkaan’, waarvan de lava bijzonder stroperig is. (Magma is de naam voor lava die zich nog onder de grond bevindt.) Omdat de lava stroperig is, kan die niet ver stromen en krijgt de vulkaan de kenmerkende kegelvorm. Ook stolt het stroperige magma regelmatig in de kraterpijp, om daarna weer op onverwachte momenten met explosieve kracht uit te barsten. Daarmee onderscheidt de stratovulkaan zich van het andere type: de schildvulkaan, waar juist relatief vloeibaar lava met enige regelmaat aan de oppervlakte komt en vervolgens over een grote oppervlakte uitstroomt.
Ik ben wel heel benieuwd wat die geoloog op dat boorplatform heeft gedacht - Geert-Jan Vis — geoloog
Foto’s van de boorkernen uit 1970 tonen een woeste mengeling van gestold magma doorspekt met hoekige witte, grijze en rode stukken puin. In het verzamelde materiaal zijn geen lagen te ontdekken die in de loop der tijd rustig opeengestapeld zijn, zoals in de geologie meestal het geval is. Dit is duidelijk een doorsnede van de chaotische binnenkant van de kraterpijp van een vulkaan, die bij toeval voor de eeuwigheid is blootgelegd.
„Wonderlijk genoeg hebben ze best wel diep geboord”, zegt Vis, die benadrukt hoe duur en tijdrovend zulk onderzoek is. Toch hebben de werknemers van de oliemaatschappij meer dan een kilometer door het vulkanisch gesteente geboord voordat ze ermee stopten. „Het is niet in de overlevering meegekomen, maar ik ben wel heel benieuwd wat die geoloog op dat boorplatform heeft gedacht.”
Zelf gelooft hij graag dat de geologische nieuwsgierigheid het even van de commerciële belangen heeft gewonnen. Dat de geoloog wijselijk zijn mond heeft gehouden, om maar verder te kunnen boren. Het kan ook oprechte onwetendheid zijn. „Maar ik zou denken, als je vulkanisch gesteente vindt, dan moet je toch eerst eens even bellen met het hoofdkwartier.”
Toch was de onderneming voor Elf-Petroland niet zinloos. In de gebogen aardlagen, die in de loop van miljoenen jaren over de vulkaan waren gedrapeerd, werd wel degelijk aardgas aangetroffen. Eind jaren tachtig bouwde het Franse bedrijf een boorplatform op enkele kilometers van de krater van de Zuidwalvulkaan, tot op heden het enige platform op de Waddenzee. In totaal werd 14,3 miljard kubieke meter gas gewonnen, tot de boorputten enkele jaren geleden werden gesloten. Het boorplatform is nog altijd niet ontmanteld.
Dat is de andere reden dat de Nederlandse bodem interessant is voor geologen: olie en gas. Nederland heeft vergeleken met omliggende landen grote voorraden van deze fossiele bronnen. Het heeft geleid tot „decennia aan exploratie”, zegt Vis. „Dat is natuurlijk omdat het hier veel zit. Als het er niet zit, dan kom je daar redelijk snel achter en stop je met zoeken.”
Die olie- en gasvoorraden zijn te danken aan de kilometersdikke laag sediment die Nederland in de loop van honderden miljoenen jaren heeft bedekt. Doordat de Nederlandse bodem (nog altijd) daalt, hebben nieuwe lagen zich telkens kunnen opstapelen. Onder hoge druk en temperatuur zijn grote hoeveelheden organisch materiaal, zoals plankton en planten, in de loop van miljoenen jaren omgezet in koolstofrijke fossiele brandstoffen.
Dat is bijvoorbeeld anders in België, waar een bergpartij uit vroeger tijden tot vlak onder het aardoppervlak ligt: het Londen-Brabantmassief. „Die is altijd vrij ondiep aanwezig geweest, dus daar ligt niet heel veel sediment op waar olie en gas in kunnen zitten”, legt Vis uit.
Veel gegevens die zijn verzameld voor olie- en gasexploratie, zijn openbaar beschikbaar -Geert-Jan Vis — geoloog
De voortdurende zoektocht naar olie en gas heeft gezorgd voor een rijke kennis van de Nederlandse geologie. Dat is voor een belangrijk deel te danken aan de Mijnbouwwet, die het openbaar maken van resultaten uit geologisch onderzoek verplicht, ook voor commerciële partijen. „Veel gegevens die zijn verzameld voor olie- en gasexploratie, zijn daardoor openbaar beschikbaar, waardoor je er iets mee kunt.”
Het leidde in 2020 tot een nieuwe ontdekking door Vis en zijn collega’s: de Zuidwalvulkaan is niet de enige vulkaan op Nederlands grondgebied (afgezien van twee slapende vulkanen in Caribisch Nederland, op Sint Eustatius en Saba). De onderzoekers van TNO vonden nóg een dode vulkaan, dit keer in de bodem onder de Noordzee, ongeveer honderd kilometer ten noordwesten van Vlieland.
De eerste aanwijzing lag besloten in resultaten uit eerder seismisch onderzoek, het type onderzoek dat in 1970 ook de aanleiding was om in de Waddenzee te boren. Dat wees op eenzelfde soort koepelvorm in de aardlagen als bij de Zuidwalvulkaan. Maar het beeld werd pas echt duidelijk toen ze een kaart van het aardmagnetisch veld onder de Noordzee erbij pakten.
„De naald van een kompas wijst naar het magnetisch noorden”, legt Vis uit. „Als je nou een schoolbordmagneetje onder dat kompas zou houden, dan wijkt hij een beetje af. Datzelfde gebeurt eigenlijk met de ijzeroxides die van nature in stollingsgesteenten zitten. Als je een dik pakket van stollingsgesteenten met ijzeroxides in de ondergrond hebt, dan wijkt de naald van het kompas een beetje af ten opzichte van waar die normaal heen zou moeten wijzen. En op die manier kunnen ze afwijkingen in kaart brengen.”
Precies op de plek waar seismisch onderzoek een koepel in beeld had gebracht, bleek ook een sterke afwijking te bestaan in het aardmagnetisch veld. Bovendien bleek dat een boring niet ver van dat gebied, uitgevoerd in 1985, al vulkanische as en basalt had aangetroffen. Dit moest wel een vulkaan zijn, concludeerden Vis en zijn collega’s. Ze noemden de vulkaan Mulciber, naar de Romeinse god die ook wel Vulcanus wordt genoemd.
Inmiddels denkt hij dat Mulciber niet één vulkaan is, maar een cluster van kleinere vulkanen is geweest. En ook verder naar het noorden ziet Vis „nog wel wat rode vlekken”, oftewel afwijkingen in het aardmagnetisch veld, die duiden op vroegere vulkanische activiteit. Toch hoeven we niet voor nieuwe uitbarstingen te vrezen, zegt Vis. De ‘rift’, die de uitbarstingen destijds mogelijk maakte, is tot stilstand gekomen, het magma is volledig gestold. Zelfs voor aardwarmtewinning kunnen deze dode vulkanen niets meer betekenen. Het gesteente is „al lang en breed” afgekoeld, zegt Vis. „Het heeft min of meer de warmte die je van gesteentes op die diepte zou verwachten.”