Inwendige aarde gekoeld door grondwaterstroming

Gepubliceerd: 27 januari 2016

Zonder grondwaterstroming zou de temperatuur diep onder het landoppervlak van onze planeet tot enkele tientallen graden hoger zijn dan die is. Is de conclusie van het onderzoek van Henk Kooi, hydrogeoloog bij Deltares , dat gepubliceerd is in het tijdschrift Nature Geoscience. Dit nieuwe inzicht in de warmtehuishouding van de aarde volgt uit een analyse op basis van fundamentele wetten voor warmtetransport en kennis over de hoeveelheid water dat langzaam tot vele kilometers diep door scheuren en poriën in gesteente stroomt alvorens het weer uittreedt onder rivieren, meren en via bronnen.

Optimaliseren van rendement thermische energie

‘Dit fundamentele onderzoek, dat ik ben gestart in 2014 bij de VU, geeft inzicht wat er gebeurt in de ondergrond op heel grote diepte, maar vergelijkbare processen zijn relevant op veel geringere diepte bij warmte en koude transport en opslag van thermische energie, zoals bijvoorbeeld zogenaamde WKO-systemen’, aldus Henk Kooi. ‘Het aantal WKO-systemen zie je wereldwijd met name in het stedelijk gebied toenemen. Juist in het stedelijk gebied waar we veel gebruik maken van de ondergrond en grondwater is deze kennis van belang. Grondwaterstromingen en temperatuur zijn belangrijke factoren die het rendement van de systemen bepalen.’

Grootschalige grondwaterstroming zorgt voor koeling diep in de aardkorst. Op kleinere schaal beïnvloedt het de temperatuur op dieptes waar WKO en geothermie worden toegepast.

Recht zetten van een oude misvatting

Het is al meer dan veertig jaar bekend uit temperatuurmetingen in boorgaten dat in gebieden waar regenwater infiltreert en het grondwater vervolgens dieper de ondergrond indringt, dat grondwater de ondergrond koelt en zorgt voor wat lagere temperaturen van het gesteente dan gemiddeld. Ook was bekend dat de ondergrond juist warmer is in gebieden waar het grondwater weer naar boven komt. Klassieke publicaties hebben bijgedragen aan het idee dat de grondwaterstroming zorgt voor net zo veel afkoeling als opwarming en dat het netto effect nul is. Henk Kooi toont echter aan dat het koelende effect dominant is.

Lees het artikel Groundwater flow as a cooling agent of the continental lithosphere op Nature Geoscience