In 2016 vond een onderzoeksteam het tot nu toe oudste water op aarde, van wel 2 miljard jaar oud, in Canada.
Nu heeft een ander onderzoeksteam 1,2 miljard jaar oud grondwater gevonden in Zuid-Afrika. Het oude record staat nog, maar deze ontdekking bezorgt de onderzoekers toch kippenvel.
Chemische doos van Pandora
Het grondwater is op bijna 3 kilometer diepte ontdekt in de Zuid-Afrikaanse goud- en uraniummijn Moab Khotsong, op 160 kilometer ten zuidwesten van Johannesburg.
De chemische interactie van het grondwater met het omliggende gesteente is opmerkelijk en kan nieuwe inzichten opleveren omtrent de productie en opslag van energie in de aardkorst.
‘We hebben voor het eerst inzicht in de wijze waarop energie die diep in de aardbodem is opgeslagen, op den duur kan worden vrijgegeven en breder door de aardkorst kan worden verspreid,’ vertelt een van de onderzoekers achter de ontdekking, Oliver Warr.
Onderzoeker Oliver Warr neemt monsters van miljarden jaren oud grondwater, 3 kilometer onder het aardoppervlak. Dit water bevat veel waterstof en helium, die bruikbaar zijn in moderne technologie.
‘Zie het als een doos van Pandora met helium- en waterstofproducerende energie.’
Het uranium heeft enkele miljarden jaren kunnen vervallen in deze onderaardse diepte.
Daarbij is de hoogste concentratie ooit van zogeheten radiogene producten in vloeibare vorm ontstaan. Dit betekent dat het grondwater stoffen bevat die zijn ontstaan door radioactiviteit.
‘In deze diepe omgeving zit het water in rotsspleten vast en gaat het op den duur een wisselwerking aan, wat resulteert in uranium, dat daarna in miljoenen of zelfs miljarden jaren vervalt en edelgassen vormt,’ schrijft Warr in een blogpost.
Omdat deze edelgassen zich ophopen in het water, kunnen de onderzoekers verschillende concentraties van stoffen meten en bepalen hoe lang die al in het gesteente zitten.
Hier hebben de onderzoekers helium en waterstof gevonden, die in de toekomst mogelijk als energiebron kunnen dienen. Verder hebben ze radiogeen neon, argon, xenon en een tot nu toe onbekende isotoop van krypton gevonden.
Onderzoeker Warr neemt monsters van miljarden jaren oud water in de Moab Khotsong-mijn in Zuid-Afrika.
Nieuwe energiebronnen
Waterstof is interessant, omdat het als energiebron dient voor micro-organismen in de bodem, waar fotosynthese door zonlicht onmogelijk is. Ook kan het worden gebruikt in moderne technologie, zoals waterstofauto’s.
Verder hebben de onderzoekers interesse in de opslag van helium in het water, omdat de heliumreserves op aarde op beginnen te raken. Een natuurlijke ondergrondse opslag kan als overgang naar duurzame bronnen dienen.
De stoffen in het miljarden jaren oude grondwater kunnen verder vertellen hoe er zonder fotosynthese leven kan zijn op andere planeten.
‘Als je water en gesteente hebt, worden helium en waterstof geproduceerd – en dat hoeft niet alleen op aarde zo te zijn,’ schrijft Warr verder.
‘Als de bodem op Mars of een andere rotsplaneet water bevat, kunnen helium en waterstof ook daar gegenereerd worden, wat nog een energiebron oplevert.’
Het laat zien hoe radiogeen gedreven energie geproduceerd kan worden op andere planeten en manen in ons zonnestelsel, wat heel waardevol is bij toekomstige ruimtemissies naar de planeet Mars en de manen Titan, Enceladus en Europa.