Experimentele vrijgave van elementen uit roesthuid door industriële verbindingen duidt op verhoogd risico voor rotstekeningen

Oude verhalen in steen gekerfd

Aan de afgelegen kust van het noordwesten van West-Australië herbergen de rotsen van Murujuga meer dan een miljoen petroglyfen—steengravures die mogelijk meer dan 50.000 jaar menselijke geschiedenis beslaan. Deze afbeeldingen van dieren, mensen en symbolen zijn niet alleen een archeologische schat; ze vormen levende getuigenissen van de cultuur en spiritualiteit van de Ngurra-ra Ngarli Aboriginal-gemeenschap. Deze studie stelt een dringende vraag met wereldwijde relevantie: terwijl de zware industrie rond Murujuga groeit, vreten de emissies stilletjes aan de rotsbekleding die deze gravures in stand houdt?

Een streng landschap en een kwetsbare huid

De rotsen van Murujuga zijn taaie stollingsgesteenten—gabbro en granofier—gevormd miljarden jaren geleden. Over tienduizenden jaren ontwikkelen ze een bleke ‘verweringsschil’ bedekt door een uiterst dun maar zeer hard donker laagje dat rock varnish wordt genoemd. Deze vernis, rijk aan ijzer en mangaan, wordt deels opgebouwd door gespecialiseerde bacteriën die metalen concentreren en ze samen met kleimineralen in een dicht raster binden. Petroglyfen zijn gemaakt door dit donkere oppervlak weg te kappen tot de bleke laag daaronder, dus de kunst is letterlijk afhankelijk van het voortbestaan van deze huid. Als de vernis oplost of af bladdert, verdwijnt het visuele contrast en gaan de gravures verloren.

De industrie trekt in

Ondanks dit culturele belang wordt Murujuga nu omringd door industriële installaties: gasbehandelings- en vloeibaarmakingsfabrieken, kunstmest- en explosievenfabrieken, scheepshavens en een nieuwe ureumproductie. Deze faciliteiten stoten elk jaar grote hoeveelheden zwavel- en stikstofoxiden, ammoniak en ammoniumnitraat uit. In de atmosfeer vormen deze gassen sterke zuren en nitraat, die neerslaan op de rotsen. Metingen laten zien dat de oppervlakte-pH van Murujuga-rotsen is gedaald van bijna neutraal (ongeveer 6,8) in pre-industriële tijden tot tussen 4,4 en 5,2 op veel locaties nabij de industrie, met op sommige plekken zelfs nog lagere waarden. Deze verzuring bevordert bovendien de groei van bacteriën, schimmels en korstmossen die hun eigen organische zuren produceren, waardoor de pH nog verder daalt en het rotsoppervlak wordt aangetast.

Testen hoe snel de huid loslaat

Aangezien de natuurlijke verwering van de rotsen extreem traag verloopt, konden de onderzoekers niet simpelweg afwachten om veranderingen te zien. In plaats daarvan verwijderden ze de buitenste oppervlaktelaag—vernis plus verweringsschil—van reeds verstoorde rotsen, maalden die tot een fijn poeder en weekten kleine monsters in oplossingen die industriële verontreinigingen en de organische zuren van microben nabootsen. Gedurende 24 uur bij kamertemperatuur stelden ze de poeders bloot aan een breed scala aan zuurgraad en maten ze vervolgens hoeveel van vijftien elementen, waaronder mangaan (Mn), ijzer (Fe), aluminium (Al), silicium (Si), kobalt (Co) en nikkel (Ni), in oplossing lekte. Met statistische "breakpoint"-analyse bepaalden ze de pH-waarden waarbij de loslaat-snelheden van deze sleutel-elementen sterk begonnen te stijgen.

Wanneer zuurgraad de grens overschrijdt

De resultaten tonen aan dat de elementen die cruciaal zijn voor het bijeenhouden van de vernis beginnen op te lossen bij pH-waarden ver boven de niveaus die nu op Murujuga-oppervlakken worden gemeten. Voor anorganische verontreinigingen zoals zwavel- en salpeterzuur begon mangaan rond pH 6,1–6,5 uit het gemalen gesteente te worden gestript, en silicium en aluminium volgden zodra de pH daalde onder ongeveer 6,5 respectievelijk 4,3–4,7, afhankelijk van het gesteentype. In oplossingen van organische zuren, die de zuren van zich vestigende microben nabootsen, begonnen mangaan, aluminium, silicium en nikkel allemaal te worden vrijgegeven zodra de pH slechts licht onder neutraal daalde, rond 6,7–6,9. Bij pH 4—typisch voor de zwaarder aangetaste locaties—kan in slechts 24 uur laboratoriumblootstelling tot ongeveer 20% van het mangaan en meer dan de helft van het kobalt in de granofier-monsters worden verwijderd. Hoewel de experimentele opzet het contact met het materiaal in vergelijking met intact gesteente overdrijft, toont het duidelijk aan dat de huidige zuurgraad hoog genoeg is om het interne raster van de vernis te destabiliseren.

Wat dit betekent voor rotstekeningen en daarbuiten

Deze bevindingen ondersteunen veldwaarnemingen: de donkere vernis op sommige Murujuga-rotsen wordt dunner, poruuzer en verandert van kleur naarmate mangaanrijke mineralen verdwijnen en ijzerfasen veranderen. Zodra deze verbindingen uit de vernis oplossen, kunnen ze niet op menselijke tijdschalen worden herbouwd. De studie concludeert dat de huidige zuurgraad van het rotsoppervlak—gedreven door industriële emissies en door de zuurproducerende microben die ze stimuleren—een ernstig en aanhoudend risico vormt voor het langetermijnbehoud van Murujuga’s petroglyfen. Om dit wereldwijd unieke, onvervangbare getuigenis van menselijke cultuur te beschermen, pleiten de auteurs ervoor dat industrieën beschikbare technologieën toepassen om zuurvormende gassen en deeltjesvormige stikstofemissies vrijwel tot nul terug te dringen. Dezelfde processen, merken ze op, bedreigen steenmonumenten en rotstekeningen wereldwijd waar luchtvervuiling en zuurdepositie kwetsbare steenoppervlakken ontmoeten.

Bronvermelding: Black, J.L., Diffey, S.M., Oldmeadow, D.W. et al. Experimental release of elements from rock varnish by industrial compounds indicate increased risk to petroglyphs. npj Herit. Sci. 14, 90 (2026). https://doi.org/10.1038/s40494-026-02358-1

Trefwoorden: conservatie van rotstekeningen, industriële vervuiling, rock varnish, zuurdepositie, cultureel erfgoed