Fig.1   Data: PSMSL

Een paar weken gelden schreef ik een artikel over de vermeende versnelling van de zeespiegelstijging aan de Nederlandse kust. Ik liet toen zien dat er sinds 1993 geen sprake was van een versnelling van de zeespiegelstijging, en de vondst van een trendbreuk  op een statistische fout berust. In een sinusoïdale reeks is het nu eenmaal zo dat de trend van een relatief korte periode sterk beïnvloed wordt door de positie van begin- en eindpunt. Als het begin van die periode in een dal ligt en het einde op een top dan levert dat op zich vaak al een forse trend op. En dat is het geval voor de periode 1993 tot 2021. Als ‘bijvangst’ liet ik zien dat van een veranderende windfactor geen sprake is: de voor de wind gecorrigeerde grafiek van Deltares (2023) is vrijwel identiek aan de grafiek incl. wind. Die wind speelt dus nauwelijks een rol van betekenis.

Nu gaat er bij mij sowieso altijd een belletje rinkelen als het jaar 1993 voorbij komt  in relatie tot de zeespiegel. Want In dat jaar startte de zeespiegelmeting met behulp van satellieten en de trend van die satellietmetingen blijkt ongeveer 2x zo groot als de gemiddelde trend van de getijdenmetingen (3 mm/jaar versus 1,6 mm/jaar). Het is nog steeds niet duidelijk waardoor dat verschil wordt veroorzaakt. Over satellietmetingen en getijdenmetingen heb ik al eens geschreven, zien hier en hier.

Op basis van de jaardata van PSMSL van 1900 t/m 2021 heb ik de lineaire trends berekend van de 6 hoofdstations van getijdenmeting in Nederland (Vlissingen, Hoek van Holland, IJmuiden, Den Helder, Harlingen, Delfzijl), plus het Waddenstation West-Terschelling:

Fig.2   Data: PSMSL

De trends van de zes hoofdstations variëren van 1,38 mm/jaar tot 2,32 mm/jaar. Dat betreft de relatieve zeespiegel, de hoogte van de zeespiegel ten opzichte van het land. Maar de bodem waarop de stations gebouwd zijn beweegt ook verticaal.  Op de kaart is te zien dat er trendverschillen tussen de verschillende stations zijn. Een mogelijke oorzaak voor deze verschillen betreft ruimtelijke verschillen in bodemdaling (Deltares 2018). Die bodemdaling is het gevolg van geologische bodemdaling (glacio-isostasie (GIA) en tektoniek) en bodemdaling veroorzaakt door menselijke activiteiten, met name bij winning van olie, gas, zout en grondwater.

De geologische bodemdaling is het gevolg van twee processen. In de eerste plaats is er al lange tijd  sprake van een tektonisch dalingsproces dat resulteerde in het Noordzeebekken. Tektoniek slaat op bewegingen in de aardkorst op geologische tijdschaal. In het geval van het Noordzeebekken is dat oprekking als gevolg van breuktektoniek door plaatbeweging (vanaf 200 mln jaar BP) en later door de vorming van de Alpen (vanaf 60 mln jaar BP). In figuur 3 is (een deel van) het Noordzeebekken weergegeven in donkergrijs.

Fig.3  Bron: Wallinga et al (2004)

Van veel jongere datum (vanaf ongeveer 18.000 j BP)  is de korstbeweging als gevolg van GIA, wat staat voor Glacial Isostatic Adjustment. Tijdens de glacialen vanaf 2,6 mln jaar BP ontstond onder andere op Scandinavië een ijskap van enkele km dik. Als gevolg van die ijsmassa daalde de aardkorst, wat gecompenseerd werd door een opwaartse beweging vóór het ijsfront, de zogenaamde forebulge. Op figuur 3 is met een blauwe lijn de  maximale uitbreiding van het landijs gedurende de laatste ijstijd (Eemien) weergegeven. Figuur 4 geeft de ligging van de forebulge weer:

Fig.4   Bron: Wallinga et al (2004)

Vanaf ongeveer 18.000 jaar geleden begint het afsmelten van de Scandinavische landijskap. Als gevolg daarvan veert de aardkorst onder Scandinavië op en zakt de forebulge langzaam in:

Fig.5   Bron: Kim Cohen et al (2014)

Figuur 5 geeft een doorsnede weer van Scandinavië in het N tot te Alpen in het Z. Nederland ligt in het deel aangegeven met ‘study area’. De inzet in de doorsnede geeft de beweging weer van de aardkorst onder het landijs (naar beneden, links) en omhoog (midden). Bij het afsmelten van het ijs is de beweging omgekeerd. Dat laatste, het inzakken van de forebulge, is de tweede geologische oorzaak van de daling van het Nederlands kustgebied en wordt gerekend onder GIA.

Fig.6   Bron: Deltares 2018

Beide geologische processen, bekkenvorming en GIA, spelen al heel lang een rol in het dalen van de Nederlandse kust. Figuren 3 en 4 laten zien dat Nederland zich op de zuidrand van zowel het dalende Noordzeebekken als de dalende forebulge bevindt. Het is daarom logisch dat de dalingssnelheid Van N naar Z afneemt (figuur 6). In deze figuur is de daling in cm weergegeven over een periode van 100 jaar.

Fig.7   Bron: Deltares 2018

In de tabel van figuur 7 zijn per deelgebied de invloed  van tektoniek, GIA en delfstofwinning in de periode 1987-2017 afzonderlijk aangegeven, in mm. De laatste kolom geeft de dalingstrend in mm per jaar weer. Ook hier is het N-Z effect te zien, zowel door tektoniek als door GIA. Bovendien is te zien dat het GIA-effect (daling forebulge) vele malen groter is dan de daling als gevolg van bekkenvorming.

Er zijn 5 kustgebieden met een relatief sterke daling. Opvallend is dat die daling vanwege delfstofwinning op maar liefst 3 van de 6 hoofdgetijdenstations invloed zou kunnen hebben: Delfzijl, IJmuiden en Hoek van Holland.  In tegenstelling tot de hiervoor besproken geologische processen is de winning van delfstoffen niet alleen van recente tijd maar is bovendien een activiteit met beperkte ruimtelijke omvang.

De daling als gevolg van delfstofwinning in Delfzijl heeft betrekking op de aardgaswinning. Voor de gaswinning in Groningen is in elk geval bekend dat sinds 1963 t/m 2017 de bodem nabij Delfzijl met maar liefst 24 cm gedaald is (bron Deltares 2018). Over deze periode berekend is die daling gemiddeld dus 4,4 mm/jaar geweest.

Fig.8   Bron: Bodemdalingskaart

Sinds 2018 wordt de verticale beweging van de Nederlandse ondergrond gemeten met behulp van satellieten. Op de kaart van figuur 8 is goed te zien dat een groot deel van Groningen als gevolg van aardgaswinning een relatief sterke daling laat zien. De winning is een jaar geleden gestaakt, maar het na-ijleffect van bodemdaling zal nog wel enige tijd voortduren. Rood is een daling tot max. 5 mm/jaar, van geel tot groen is een daling van 0 tot -2 mm/jaar.

Fig.9   Bron: Bodemdalingskaart

Zoomen we voor wat betreft Delfzijl op de bodemdalingskaart in tot op pixelniveau, dan laat de pixel het dichtst bij het getijdenstation een bodemdaling zien van bijna 5 mm/jaar. Dat komt redelijk goed overeen met de GPS meting van Delfzijl van 5,12 mm/jaar over de periode 2006-2022:

Fig.10   Bron: Sonel

In de tabel van figuur 7 is ook  het deelgebied Friese Zeegat met bijna 2 mm/jaar daling opvallend. Die daling heeft te maken met de aardgaswinning in Oost Ameland die sinds 1986 plaatsvindt. De gaswinning veroorzaakt forse bodemdaling in het gebied rondom de productielocatie, zie figuur 11. Van de locatie zijn geen satellietdata beschikbaar.

Fig.11   Bron: Deltares 2018

De kaart laat ook de ligging van de twee overige bodemdalingslocaties als gevolg van delfstofwinning zien: nabij IJmuiden en Hoek van Holland, beide plaatsen met een hoofdgetijdenstation.

Op het terrein van Tata Steel in Velzen-Noord wordt al ongeveer een halve eeuw grondwater onttrokken dat wordt gebruikt als koelwater voor de productie van staal. De grondwateronttrekking startte rond 1968 en bedroeg enkele jaren ongeveer 10 miljoen m3/jaar. Rond 1973 is dat verdubbeld naar ca. 20 miljoen m3/jaar. Vanaf begin jaren ’90 is de onttrokken hoeveelheid geleidelijk minder geworden. In 2016 was de onttrekking ongeveer 13 miljoen m3 water.

Fig.11   Bron: Deltares 2018

De kaartjes van figuur 11 zijn afkomstig van een berekende bodemdaling in 1985 en 2016. Het Getijdenstation IJmuiden (rode punt) ligt buiten het bodemdalingsgebied als gevolg van grondwateronttrekking. Vlakbij het getijdenstation staat ook een GPS paal waar Sonel vanaf 2005 hoogtedata van verzameld. Tussen 2005  en 2020 is de trend daarvan -0,84 mm/jaar. Die daling lijkt dus geheel op conto te komen van de geologische bodemdaling.

Voor het getijdenstation Hoek van Holland werd tussen 2007-2021 met behulp van GPS  een bodemdaling gemeten van -1,15 mm/jaar. Deltares berekende voor de periode 1917-2017 een geologische daling van 37 mm, dus een trend van 0,37 mm/jaar.

Fig.12   Bron: NAM

Alhoewel het getijdenstation Hoek van Holland buiten het gasveld van Westland gelegen is (rode punt op figuur 12) berekende Deltares  voor de periode van begin jaren ’60 tot 2017 een bodemdaling als gevolg van gaswinning van 10 mm in totaal.

Fig.13   Bron: Sonel

De trendbreuk in figuur 13 is waarschijnlijk het gevolg van instrumentwisseling. De trend was -rekening houdend met die trendbreuk- in de aangegeven periode -1,15 mm/jaar. Trekken we daarvan af de geologische dalingstrend van 0,37 mm/jaar, dan houden we voor de periode 2007-2021  in Hoek van Holland een bodemdaling als gevolg van gaswinning over van ± -0,8 mm/jaar.

Fig.14   Bron: Deltares 2018

In de tabel van figuur 14 (bron: Deltares 2018) zijn per station de bodembewegingsdata  van 1917-2017 weergegeven. In rood heb ik een kolom toegevoegd van de trend van de bodemdaling in dezelfde periode in mm/jaar. Voor Delfzijl is de hoge trend opvallend, gevolg van gaswinning.  De trend van de bodemdaling nabij station Hoek van Holland van 0,47 mm/jaar is, zoals we gezien hebben, verhoogd als gevolg van gaswinning in het Westland. De overige vier hoofdstations ondervinden geen invloed van delfstofwinning.

De geologische bodemdaling neemt, zoals we al op de kaart van figuur 6 zagen, van Z naar N toe. Gezien de enorme verstorende invloed van de gaswinning op de zeemetingen van het getijdenstation Delfzijl is het verstandig geweest dat Deltares de zeedata van het station Delfzijl niet gebruikt. De invloed van gaswinning op de bodemdaling nabij station Hoek van Holland was  van 2007-2021 ongeveer 2x zo groot als de geologische component. Omdat die gaswinning onregelmatig is in tijd en omvang is voor mij niet overzichtelijk wat de invloed daarvan is op de zeespiegelmetingen op dit station.

Conclusie;
Alle zes hoofdgetijdenstations liggen in een dalende kuststrook als gevolg van geologische processen. Van twee stations, Delfzijl en Hoek van Holland, wordt de bodemdaling versterkt door delfstofwinning. Het is was verstandig van Deltares om station Delfzijl voorlopig niet te gebruiken voor zeespiegelmetingen. Of dat ook zou moeten gelden voor Hoek van Holland is een vraag die ik hier niet kan beantwoorden.

De invloed van menselijke activiteiten op de zeespiegel aan de Nederlandse kust is vrijwel voortdurend aanwezig. Behalve delfstofwinning zijn er altijd wel ergens grootschalige bagger- en andere werkzaamheden nabij de havens van  Vlissingen, Rijnmond, IJmuiden, Harlingen en Delfzijl bezig. Die zullen waarschijnlijk in meerde of minder mate invloed hebben op de zeemetingen in de omgeving. Het is daarom extra verwonderlijk dat de overgebleven 5 Nederlandse hoofdstations alle zo’n mooie lineaire stijging vertonen:

Fig.15   Bron:  https://sealevel.info/