Grondwater stroomt chaotisch

Het grondwater in de aardkorst gedraagt zich chaotisch en onvoorspelbaar. Dit stellen geofysici van de Universiteit Utrecht vast in een project van het NWO-Gebied Aard- en Levenswetenschappen.

De chaotische stroming verklaart tevens waarom gouddelvers soms wel en soms geen goud op vermoede vindplaatsen aantreffen. De transportkanalen van de goudertsen vanuit de diepte naar het oppervlak zijn namelijk niet steeds hetzelfde. De ertsen zetten zich hierdoor soms op het ene en dan weer op het andere gesteente af.

Het chaotische gedrag van het grondwater in de aardkorst komt door lokale verschillen in zoutconcentratie. Het ontstaat bij grote verschillen in zoutgehalte tussen het diepe water en minder diep water. De geofysici stelden vast dat het water op 8 kilometer diepte in de aarde hiervoor minstens 4 procent zouter moet zijn dan het water op 4 kilometer diepte. Dit verschil is even groot als het verschil tussen zoet en zout water.

Reacties
Uit eerdere metingen blijkt dat deze verschillen in de aardkorst normaal zijn, omdat het water in de aardkorst reacties aangaat met gesteenten. Daarbij ontstaan zouten die in het water oplossen.

De geofysici berekenden dat de verschillen in het zoutgehalte in het grondwater door diffusie nauwelijks afnemen. Dit komt door de lage porositeit van de aardkorst. Poriën nemen in de aardkorst ongeveer 1 procent van het volume in.

Verschillen in het zoutgehalte kunnen afnemen door diffusie en advectie. Bij diffusie mengen de zout- en watermoleculen en neemt het verschil in zoutconcentratie geleidelijk af. Bij advectie stromen de zoutmoleculen met het water mee. De scherpe verschillen blijven hierbij in stand.

De verschillen in zoutgehalte brengen op hun beurt de stroming van het grondwater op gang. Ze leiden tot dichtheidsverschillen, doordat zout water zwaarder is dan zoet water. Water gaat stromen als gevolg van dichtheidsverschillen.

De oceaankorst is tot ongeveer 5 kilometer diep nauwelijks poreus; de continentale korst heeft weinig ruimte voor water op dieptes groter dan een paar kilometer. Toch dringt grondwater wel 5 tot 15 kilometer in de aardkorst door.