Aardbevingen veroorzaakt door overdruk van methaanbevattend fluidum in het noordwesten van het Sichuanbekken, China

Verborgen krachten onder onze voeten

De meesten van ons zien aardbevingen als het resultaat van schuivende tektonische platen. Maar diep onder de grond kunnen ingesloten fluiden langzaam druk opbouwen totdat ze plotseling gesteente laten barsten en de grond doen schudden. Deze studie richt zich op methaanrijke fluiden meer dan vier kilometer diepte onder het noordwesten van het Sichuanbekken in China. Door chemische en structurele aanwijzingen vastgelegd in kleine mineraaladers te analyseren, tonen de auteurs aan dat extreme ondergrondse gasdruk op zichzelf gesteente kan laten barsten en lokale aardbevingen kan veroorzaken — een zeldzame, directe blik op een onzichtbare oorzaak van seismische gebeurtenissen.

Een bekken gevormd door samendrukking en opheffing

Het Sichuanbekken ligt langs de oostelijke rand van het Tibetaanse Plateau, in een zone waar de korst al tientallen miljoenen jaren wordt samengedrukt. Terwijl nabijgelegen bergketens zoals het Longmen-gebergte omhoog rezen, duwden ze de bekkenbodem omlaag en opzij, en ontstond een klassiek „foreland basin”-type omgeving. In dit landschap werden dikke pakketten zandsteen, leisteen en steenkoollagen van de Trias Xujiahe-formatie begraven, geplooid en door talrijke breuken en scheuren gekliefd. Deze gesteenten bevatten niet alleen belangrijke gasreservoirs, maar bewaren ook overvloedige sporen van vroegere aardbevingen, waaronder microbreuken, gescheurde fragmenten, vloeibare zandaders en verbrijzelde zones bekend als seismieten.

Kleine aders als ondergrondse drukmeters

Om te begrijpen hoe fluiden hier met aardbevingen interageren, onderzochten de onderzoekers boorkernen uit twee diepe putten. Binnen deze kernen richtten ze zich op bijzondere horizontale breuken gevuld met meerdere generaties calcietaders. Vroege aders groeiden als vezellaagjes evenwijdig aan de bedding van het gesteente, een patroon dat bekendstaat als vorming bij reeds ongewoon hoge fluidendruk. Later groeiden scherpe, kegelvormige calcietaders in deze eerdere lagen. Onder microscopen en met cathodoluminescentiebeelden kon het team de opeenvolging reconstrueren: breuken openden bij hoge fluidendruk, aders groeiden en verzegelden ze gedeeltelijk, en daarna openden nieuwe pulsen van fluidum dezelfde breuken weer en vergrootten ze.

Methaan gevangen in microscopische zakjes

De sterkste aanwijzingen kwamen van fluid inclusions — microscopische belletjes van opgesloten fluidum binnen de jongste calcietaders. Met laser-Raman-spectroscopie toonden de auteurs aan dat veel inclusies bijna puur methaangas bevatten, soms met kleine hoeveelheden vaste bitumen. Deze methaan-only inclusies zijn in feite verzegelde drukcapsules. Door te meten hoe het Raman-signaal van methaan verschuift, en dit te combineren met de opsluittemperatuur die wordt vastgelegd door zeldzame coëxisterende waterinclusies, berekende het team de oorspronkelijke gasdichtheid en druk toen de inclusies gevormd werden. De resultaten onthulden extreme drukken tussen ongeveer 115 en 157 megapascal — ruwweg twee keer, of meer, hoger dan de normale druk die op die begrafenisdiepte tijdens het Laat-Jura verwacht zou worden.

Opbouw tot een breekpunt

De studie zet in elkaar hoe zulke overdruk zich ontwikkelde en wat er gebeurde toen die uiteindelijk vrijkwam. In de loop van de tijd duwde regionale compressie vanuit het forelandbekken methaanrijke fluiden in verzegelde horizontale breuken in de Xujiahe-formatie. Omdat de omringende gesteenten sterk samengeperst en gecementeerd waren, konden ze uitzonderlijk hoge interne fluidendruk weerstaan zonder onmiddellijk te bezwijken. Terwijl methaan bleef toestromen, verwijden de breuken zich genoeg zodat de kegelvormige calcietaders konden groeien, terwijl de opgesloten fluiden steeds verder overdrukt raakten. Uiteindelijk overschreed de druk wat het gesteente kon verdragen. Op zwakke punten braken de breuken plotseling open, waardoor de kegelvormige aders dwars door eerdere vezeladers in de tegenoverliggende wand werden gedreven — een bevroren getuigenis van een abrupte drukval en het sluiten van de breuk.

Van stil gas naar schuddende grond

De auteurs betogen dat zulke plotselinge uitbarstingen van overdrukt methaan het lokale spanningsveld hebben verstoord en gelokaliseerde aardbevingen hebben gegenereerd. Dit idee wordt sterk ondersteund door de overvloed aan brosdeformatie en seismieten door dezelfde gesteentelagen, die aantonen dat aardbevingen herhaaldelijk reeds verharde gesteenten troffen nadat ze gevormd waren. Simpel gezegd leggen de gesteenten van de Xujiahe-formatie zowel de opbouw van extreme gasdruk als de littekens van de bevingen vast die volgden op de drukontlading. Voor niet-specialisten is de kernboodschap dat sommige aardbevingen niet alleen worden aangedreven door de langzame beweging van platen, maar ook door de snelle ontlading van diep ingesloten, hoogdruk-fluiden zoals methaan — een onzichtbare kracht die stil gesteente plotseling kan veranderen in een bron van seismische schokgolven.

Bronvermelding: Song, Y., Chen, Y., Zhao, Z. et al. Earthquakes induced by overpressure methane-bearing fluid in northwest Sichuan Basin, China. Sci Rep 16, 13572 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-43747-7

Trefwoorden: aardbevingen, methaanoverdruk, Sichuanbekken, door fluidum veroorzaakte seismische activiteit, voorkwartsbekken