Op zoek naar oliebronnen die methaan lekken, duiken onderzoekers in het verleden

[pagina străină]

Met behulp van oude foto’s en kaarten die vaak openbaar toegankelijk zijn, kunnen onderzoekers zich een goed beeld vormen van oliebronnen uit de negentiende eeuw.

DOOR LESLIE NEMO

https://www.nationalgeographic.nl/op-zoek-naar-oliebronnen-die-meth...

GEPUBLICEERD 28 SEP. 2022 11:50 CEST

Deze afgedankte aardoliebron in Bradford, Pennsylvania, is meer dan honderd jaar oud. Aan de overzijde van de straat waaraan de bron ligt, staan woningen. De put is een overblijfsel van de olieboom die de staat in de negentiende eeuw in zijn greep hield. De put lekt nog altijd olie en methaangas.

Natalie Pekney en Jim Sams speuren overal in de VS naar een schat die ze liever niet zouden vinden: niet-gedocumenteerde aardolie- en aardgasbronnen die soms zó oud zijn dat ze door onkruid zijn overwoekerd en de milieuschade die ze aanrichten niet langer zichtbaar is. Zoals alle goede speurders heeft hun team betrouwbare kaarten nodig, die het eigenhandig en deels op basis van historische documenten samenstelt.

Pekney, ingenieur van het Amerikaanse National Energy Technology Laboratory (NETL), en Sams, geoloog bij het techbedrijf Leidos, maken op hun zoektocht niet alleen gebruik van moderne gegevens die met behulp van remote sensing zijn vergaard, maar ook van oude foto’s, kaarten en tekeningen waarop vroege prospectors enkele van de oudste aardolie- en aardgasbronnen hebben vastgelegd. ‘Als je erop uit gaat en deze oude putten probeert te vinden, kan die taak overweldigend lijken,’ zegt Pekney. Hoe beter de kaarten die ze maken, des te gemakkelijk de speurtocht. ‘Met een goede kaart heb je er meer vertrouwen in dat je een bron ook echt zult vinden als je op bepaalde coördinaten afgaat,’ zegt zij.

Volgens de milieudiensten van 21 Amerikaanse staten die in 2020 antwoordden op een groot verkennend onderzoek van de Interstate Oil and Gas Compact Commission, zijn er in de VS honderdduizenden oude oliebronnen die niet goed zijn afgedicht en niet bij een overheid staan geregistreerd. De bronnen die Pekney, Sams en hun team van het NETL lokaliseren, stoten potentieel nog altijd het krachtige broeikasgas methaan uit of dreigen het grondwater te vervuilen. Door ze op te sporen en in kaart te brengen voorziet het team de diverse milieudiensten van vollediger datasets, zodat overheden beter kunnen beoordelen welke van deze oude putten het milieu het meest schaden en dus als eerste afgedicht moeten worden.

Pennsylvania telt duizenden afgedankte bronnen waaruit methaangas ontsnapt.

Pekney en Sams behoren tot een van de vele overheidsdiensten en onderzoeksgroepen die deze afgedankte bronnen in kaart probeert te brengen. Plekken waar methaangas uit de aarde komt en zo in de atmosfeer belandt, kunnen na verloop van tijd gevaarlijk worden. De Amerikaanse federale milieudienst EPA schat dat een niet-afgedichte bron meer dan honderd kilo methaangas per jaar kan uitstoten. Volgens Mary Kang, expert in civiele techniek aan de McGill University, bestaat er bovendien een directer gevaar, namelijk dat schadelijke vloeistoffen en gassen tot in grondwaterreservoirs kunnen doorsijpelen. Zo identificeerde de Division of Mineral Resources Management van de staat Ohio in de periode 1983-2007 41 gevallen waarin het grondwater werd verontreinigd door afgedankte en lekkende bronnen. En de Railroad Commission of Texas vond tussen 1993 en 2008 dertig locaties waar zich een soortgelijk probleem voordeed.

‘Ik denk dat ik mij persoonlijk meer zorgen zou maken over het grondwater,’ zegt Kang. ‘We begrijpen nog helemaal niet goed wat de omvang van de methaanlekken uit deze putten is, maar we weten nóg minder over de aantasting van het grondwater.’

Eerder dit jaar werden deze verlaten bronnen onder de aandacht van het brede publiek gebracht toen bekend werd dat in het stimuleringspakket voor de infrastructuur van president Joe Biden anderhalf miljard dollar aan hulp was gereserveerd voor staten die deze bronnen willen afdichten. 

Opsporing van verborgen putten

Gedurende de eerste eeuw van de olie- en gaswinning in de VS was het simpelweg niet gebruikelijk om aardolie- en aardgasbronnen na gebruik af te dichten. ‘Er bestond nergens in de VS een framework van milieuregels. Men hield zich er gewoon niet mee bezig,’ zegt Ron Bishop, expert in gevaarlijke stoffen aan de State University of New York in Oneonta. Zo werd in de staat New York pas in 1879 de eerste wet aangenomen waarmee bedrijven werden verplicht om hun bronnen na gebruik weer af te sluiten, maar die wet werd niet gehandhaafd. Drie jaar later verbeterde de situatie enigszins dankzij een aanpassing, waardoor klokkenluiders een deel van de boete ontvingen die aan wetsovertreders werd opgelegd. Boorteams die zich wél aan de regels hielden – en dat waren er niet zoveel – schoven een boomstam of bowlingbal in de boorschacht, een type afdichting dat het weglekken van gassen niet tegenhoudt.

In Bradford, Pennsylvania, dichten medewerkers van de ngo Well Done Foundation een afgedankte oliebron af. De oliebron, die eind negentiende eeuw werd geboord en vijftig jaar geleden werd verlaten, lekte methaangas.

In de jaren vijftig werd het gebruikelijk om oude putten hermetisch af te sluiten met cement. Volgens Bishop kreeg de milieudienst van de staat New York pas in de jaren zeventig de bevoegdheid, mankracht en middelen om de regelgeving te handhaven.

Er moet nog veel meer onderzoek worden gedaan naar de vraag welke invloed de ouderdom van een put heeft op de hoeveelheid methaangas die er wordt uitgestoten. Volgens Kang, die onderzoekt welke eigenschappen van een bron bijdragen aan de uitstoot van methaan, heeft de beperkte hoeveelheid gegevens tegenstrijdige resultaten opgeleverd. ‘Een bepaalde bron kan veel methaan uitstoten, maar dat zegt nog niets over de aantasting van het grondwater. Omgekeerd kan een bron die helemaal geen methaan uitstoot het grondwater sterk vervuilen,’ zegt Kang. Duidelijk is volgens haar wél dat uit goed afgedichte putten gemiddeld minder broeikasgassen ontsnappen dan uit niet-afgedichte putten.

Als afzonderlijke staten willen weten welke bronnen de grootste bedreiging voor het milieu vormen, moeten ze allereerst weten hoeveel putten er in hun staat zijn geslagen. Om dat vast te stellen zijn Pekney en Sams bezig met het samenstellen en verzamelen van kaarten van diverse onderzoeksgebieden. Het doel van dit werk, dat in meerdere fases wordt uitgevoerd, is het vergaren van zoveel mogelijk gegevens over de precieze locatie van niet-afgedichte en afgedankte bronnen. Daarbij kijkt het team eerst naar de moderne kaarten van het onderzoeksgebied die aan de diverse diensten van de staat en de federale overheid ter beschikking staan. Zo worden op de nauwkeurige topografische kaarten van de United States Geological Survey (USGS) verschillende terreintypes, wegen en paden aangegeven, terwijl county’s en dorpen vaak over hun eigen, bijgewerkte kadasterkaarten beschikken waarop grenzen van grondstukken staan aangegeven.

Vervolgens verkent het NETL-team het onderzoeksgebied met drones, die zijn voorzien van speciale apparatuur om nóg gedetailleerdere kaarten van het terrein te creëren. Daarbij wordt met behulp van EMF-meters het elektromagnetische veld van de bodem opgemeten, waardoor overblijfselen van oude bronnen als bulten in het landschap zijn te herkennen. Om oude putten te vinden die zijn voorzien van houten pijpen – die aan het begin van de olie- en gaswinning in de VS nog werden gebruikt en uit de negentiende eeuw stammen – of putten waarvan de metalen componenten zijn verwijderd, scant het NETL-team het landschap af op kenmerkende verzakkingen. Door middel van een LiDAR-scanner wordt de bodem bestookt met radarstraling en wordt precies berekend hoeveel tijd de afzonderlijke stralen nodig hebben om teruggekaatst te worden. Daardoor zijn ook onder het bladerdak kleine kuiltjes in de bodem te herkennen. Een verzakking in de bodem in de vorm van een lolly wijst mogelijk op de cirkelvormige monding van een put en het pad dat er ooit naartoe liep.

Tenslotte gaat het team op zoek naar oude kaarten, foto’s en illustraties die meer kunnen vertellen over de olie- en gaswinning in een gebied. Sams heeft gemerkt dat veel federale archieven heel betrouwbare bronnen bevatten. Zo heeft de USGS de historische collectie van topografische kaarten die de dienst sinds 1884 heeft samengesteld, in een digitaal archief bijeengebracht. En in de jaren dertig begon het Amerikaanse ministerie van Landbouw zijn eigen luchtfoto’s van grondstukken te archiveren, waarop de infrastructuur van bronnen en toegangswegen vaak goed is te zien. Ook een eenvoudige zoektocht op het internet kan helpen. Daar ontdekte Sams de kaarten uit de David Rumsey Map Collection en uit de Library of Congress, waarop vaak kadasterlijnen van grondstukken, gebouwen, paden en andere topografische gegevens worden aangegeven.

Als het vergaren van al deze gegevens is afgesloten, voeren Pekney en Sams de gevonden kaarten in een softwareprogramma in waarmee alle gegevens als een sandwich op elkaar ‘gestapeld’ kunnen worden. De in kaart gebrachte gebieden kunnen ‘vanuit de lucht’ worden geraadpleegd, waarbij de verschillende gestapelde aspecten en kenmerken van een gebied in één beelddocument kunnen worden bekeken.

Uit deze meer dan honderd jaar oude, afgedankte oliebron in Tunungwant Creek, in Bradford, Pennsylvania, lekt methaangas. De Well Done Foundation wil de put binnenkort afdichten.

Omdat een deel van deze schat aan gegevens bestaat uit foto’s waarop infrastructuur is te zien, kan Sams de foto’s aan de hand van ingrepen in het landschap, bijvoorbeeld een kruispunt, op zijn kaarten oriënteren. Vervolgens kan hij bestaande geografische coördinaten projecteren op interessante kenmerken die je tijdens een wandeling ter plekke niet snel zou opmerken. Hij kan oude toegangswegen op de kaarten intekenen of het gebied zelfs tonen aan de hand van foto’s waarop deze wegen en paden nog niet door vegetatie waren overwoekerd. Dankzij de LiDAR-scans, waarop overwoekerde sporen van auto’s en vrachtwagens zijn te zien, hebben Pekney en Sams oude paden kunnen traceren die direct naar verroeste pijpleidingen voerden.

Schat aan foto’s

Nergens heeft het stel betere historische bronnen kunnen vinden dan in het Oil Creek State Park. Op dat stukje grondgebied in het noordwesten van Pennsylvania werd Edwin Drake in 1859 de allereerste prospector die met zijn pijp diep genoeg in de bodem boorde om een spuitende oliebron te veroorzaken. Zijn succes leidde tot een ware hausse in het aantal olieboringen: in een plaatselijke historische beschrijving van die tijd valt te lezen dat er in 1861 in het gebied gedurende een periode van vier maanden 665 nieuwe putten werden geslagen.

In hun koortsachtige pogingen om de nieuwe olierijkdom snel uit te buiten lieten de boorlieden de afgekapte boomstammen tussen hun oliebronnen uit de grond steken en bouwden tijdelijke woonhutten. De verwoestingen die in deze tijd in het landschap werden aangericht, kan iedereen dankzij het werk van John Mather nog met eigen ogen zien. De fotograaf sleepte zijn zware apparatuur in 1860 mee naar de boomtowns in het noordwesten van Pennsylvania, waar hij de oliewerkers en het veranderende landschap op de gevoelige plaat vastlegde. ‘Alles in Oil Creek werd door John Mather gefotografeerd,’ zegt Sams. ‘Het is echt heel uitzonderlijk wat hij daar heeft gedaan.’

Toen hij werkte aan het identificeren van olieputten in het gebied, kwam Sams in contact met het Drake Well Museum, dat zijn archief met het team deelde, waaronder ook de foto’s van Mather. ‘Ik vraag me af of hij heeft beseft hoe waardevol zijn foto’s honderd jaar later zouden zijn,’ zegt Sams. ‘Zó waardevol dat we de boortorens op de hellingen kunnen zien staan en op basis van deze foto’s ter plekke een kijkje kunnen nemen.’

Al wandelend langs deze historische boorplekken konden Pekney en Sams met eigen ogen de overblijfselen uit dit verleden bezoeken en verifiëren of bepaalde oude putten nog bestonden. Dankzij de gelaagde kaarten en de foto’s van Mather wist het NETL-team 245 oude oliebronnen in en rond het Oil Creek State Park te identificeren. Toen ze 210 van de bronnen testten op de uitstoot van methaangas, bleek dat het gas uit 21 putten weglekte. Slechts één van die putten was met cement afgedicht.

Pekney en Sams beseffen dat deze schat aan gegevens over de locatie van de eerste olieboom in de VS een uitzondering is. Maar de zoektocht naar andere nuttige historische bronnen maakt deel uit van het proces dat ze in het hele land willen toepassen. Binnenkort zal het team aan soortgelijke verkenningen in de staten Kentucky en New York beginnen. Ook collega-wetenschappers en andere nationale laboratoria doen aan de speurtocht naar oude aardolie- en aardgasbronnen mee; een speciale onderzoeksgroep heeft in het kader van het infrastructuurprogramma van president Biden dertig miljoen dollar ontvangen.

Sommige overheden zullen misschien besluiten deze fondsen anders te gebruiken en ervoor kiezen niet alle afgedankte oliebronnen in het landschap op te sporen. ‘Ik zou in elk geval iets doen aan de putten waarvan we het bestaan en de locatie kennen,’ zegt Bishop. Maar als het NETL erin slaagt zijn protocol voor het opsporen van oude bronnen te stroomlijnen, zouden milieudiensten in afzonderlijke staten volgen Pekney kunnen oordelen dat het identificatieproces snel genoeg verloopt en dan een lijst kunnen opstellen van de bronnen die het eerst aangepakt moeten worden.

Voor welke aanpak ook wordt gekozen, het is onmogelijk om een bron af te dichten waarvan men het bestaan niet kent. Dat is een van de redenen waarom het NETL-team elke soort aanwijzing over mogelijke locaties van bronnen verwelkomt. Het lab heeft op zijn website een inschrijfportaal waarop tips van het publiek kunnen worden ingevoerd, en het team staat ook open voor andere informatiebronnen. Pekney vertelt dat een landeigenaar van een stuk grond in het gebied in New York dat door het team wordt onderzocht, eerder dit jaar tijdens het opruimen een paar oude kaarten vond waarop gegevens staan die ouder zijn dan de kaarten waarover het team al beschikte.

‘Misschien zijn dat soort kaarten al door verschillende diensten van de staat bewerkt,’ zegt Pekney, ‘maar ik kan me voorstellen dat landeigenaren met grondstukken die al honderd jaar in het bezit van een familie zijn, een deel van deze informatie in huis hebben.’

Dit artikel werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op nationalgeographic.com