Ondergrondse leidingstructuur in het South Makassar-bekken, voor de kust van Indonesië, en de implicaties voor methaanemissies en geologische opslag

Verborgen snelwegen onder de zeebodem

Diep onder de golven van de Makassarstraat in Indonesië verplaatsen natuurlijke “leidingsystemen” methaanrijke vloeistoffen geruisloos door de zeebodem. Deze verborgen paden zijn belangrijk omdat ze mede bepalen hoeveel methaan, een krachtig broeikasgas, in de oceanen en atmosfeer ontsnapt en hoe veilig we kooldioxide ondergronds kunnen opsluiten. Deze studie trekt de zeebodem open om te laten zien hoe deze vloeistofroutes zijn georganiseerd en hoe ze in de loop van de tijd evolueren in het South Makassar-bekken.

Waar methaan zich verbergt en ontsnapt

Het South Makassar-bekken herbergt diepe, poreuze gesteentelagen van oude carbonaten die methaanrijke gasophopingen vasthouden. Daarboven ligt meer dan een kilometer fijnkorrelig slib en klei die lange tijd werd gezien als een dichte, betrouwbare afdichting. Met een gedetailleerd driedimensionaal seismisch onderzoek en gegevens van twee putten brachten de onderzoekers dit bovenliggende pakket in hoge resolutie in kaart. Ze identificeerden diepe gasreservoirs, de bovenliggende “afdichtende” gesteenten en een reeks kenmerken die verraden waar vloeistoffen zich omhoog hebben gedrongen en waar ze als ijzige gashydraten in de ondiepe zeebodem opgeslagen blijven.

Twee heel verschillende ondergrondse routes

Het team vond dat vloeistoffen op twee hoofdmanieren omhoog bewegen. In een gefocust systeem snijden smalle verticale kolommen recht door de gelaagde sedimenten. Deze “pijpen” rijzen op vanaf de toppen van begraven carbonate hoogten en verbinden vaak direct met ronde depressies op de zeebodem, bekend als pockmarks, die plekken van vroegere of aanhoudende lekken markeren. Daartegenover verspreidt een ongefocust systeem vloeistoffen langzaam langs dichte netwerken van kleine, kruisende breuken en breukzones. Deze polygonale en radiale breuken vormen geen enkele open schoorsteen maar werken eerder als een lekkend gaas, waarbij gas zijwaarts en omhoog wordt geleid. Op veel plaatsen lopen deze diffuse paden gelijk op met een karakteristiek seismisch signaal dat de basis van gashydraatophopingen markeert—bevroren mengsels van water en methaan binnen de sedimenten.

Hoe zeebodemventielen uitgroeien

Door vele begraven structuren te vergelijken, stellen de auteurs dat gefocuste ventielen zich in vier fasen ontwikkelen. Het begint met milde vervorming boven een met gas geladen reservoir, waarbij spanningen zich concentreren boven gedomde of steile reservoirtoppen en kleine, naar buiten verspreidende breuken in de afdichting veroorzaken. Naarmate de druk toeneemt, verlengen deze breuken zich omhoog en vormen ze radiale breukpatronen die beginnen de afdichting te omzeilen. Voortdurende pressurisatie vernauwt en concentreert vervolgens de stroming in een verticale kolom, waardoor een pijp ontstaat die halverwege kan vastlopen als de overliggende gesteenten sterk genoeg blijven. Bij voldoende druk en tijd slaat de pijp uiteindelijk door naar de zeebodem, waarbij pockmarks worden uitgesleten en methaan en methaanafhankelijke carbonaten worden afgevoerd, en tegelijk chemosynthetische gemeenschappen voeden die gedijen op het lekkende gas.

Wanneer veronderstelde afdichtingen het begeven

De studie onderzoekt ook grote onderwateraardverschuivingsafzettingen binnen het afdichtingspakket. Deze lichamen worden vaak beschouwd als bijzonder dichte barrières omdat ze tijdens het omlaag bewegen worden samengedrukt. In het South Makassar-bekken doorboren echter meerdere verticale pijpen ze rechtstreeks. Dit suggereert dat hoewel deze afzettingen de vloeistofbeweging tijdelijk kunnen vertragen en drukopbouw toelaten, ze niet feilloos zijn: eenmaal overbelast kunnen ze scheuren en brede doorgangen vormen. Tegelijkertijd slagen delen van deze afzettingen er nog steeds in gas zijwaarts te vangen, waardoor methaan zich kan ophopen of zijwaarts kan verplaatsen onder of binnen deze lagen voordat het uiteindelijk een zwakke plek vindt.

Klimaat- en opslagconsequenties

De hier onthulde architectuur heeft directe implicaties voor zowel natuurlijke methaanemissies als plannen om kooldioxide diep ondergronds op te slaan. Langzame lekkage langs breuknetwerken en snelle uitbarstingen via pijpen kunnen beide methaan over lange tijdschalen vrijgeven, en toekomstige opwarming van de Indonesische Doorstroom (Indonesian Throughflow) zou gashydraten kunnen destabiliseren en extra methaan aan het systeem toevoegen. Voor engineered opslag is geen van beide typen paden volledig onschadelijk. Breuknetten kunnen langzaam lekken over geologische tijd, terwijl verticale pijpen snelle verbindingen van diepte naar zeebodem kunnen vormen. De auteurs betogen dat toekomstige koolstofopslagprojecten in vergelijkbare bekken dergelijke vooraf bestaande omleidingssystemen zorgvuldig moeten in kaart brengen en vermijden. Hun werk toont dat wat op het eerste gezicht als een eenvoudige kleilaag lijkt, in feite een complex, evoluerend leidingsysteem kan herbergen dat bepaalt of broeikasgassen opgesloten blijven—of hun weg terug vinden naar oceaan en lucht.

Bronvermelding: Nugraha, H.D., Jamaludin, S.N.F., Matsumoto, R. et al. Subsurface plumbing system architecture in the South Makassar Basin, offshore Indonesia, and its implications for methane emissions and geological storage. Sci Rep 16, 9239 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-39597-y

Trefwoorden: methaanlekkage, gas hydraten, ondergrondse vloeistofstroming, koolstofopslag, Makassar-bekken