Onderzoek dat vandaag is gepubliceerd door een team van wetenschappers in het VK heeft voor het eerst aangetoond dat de mobiliteit van potentieel schadelijke verontreinigingen in kristallijne gesteenten gedurende lange perioden ernstig kan worden beperkt door de aanwezigheid van kleine kristallen, wat betekent dat de beweging van verontreinigende stoffen waarschijnlijk alleen gericht is op watervoerende breuken.

Beweging van verontreinigingen door rotsen onder de grond kan verontreiniging verspreiden, een kwestie die relevant is voor de geologische berging van sommige afvalstoffen. We voeren onderzoeken uit om ons begrip van hoe dit proces werkt te vergroten, onzekerheden te verminderen en eventuele mogelijke risico's verder in overweging te nemen.

Deze nieuwe resultaten werpen licht op het moeilijke probleem van hoe verontreinigingen zich over extreem lange perioden kunnen verplaatsen en zouden ons vermogen om langetermijnrisico's te berekenen moeten verbeteren.

Deze studie, gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschappelijke rapporten , analyseerden kristallijne (graniet) gesteentemonsters uit een ondergronds systeem in Japan en de resultaten impliceren dat in veel gevallen het belang van 'gesteentematrixdiffusie' minimaal kan zijn. Aanvullende analyses van een contrasterend kristallijn gesteentesysteem (Carnmenellis Granite, UK) bevestigen deze resultaten.

Deze bevindingen onder leiding van de Universiteit van Manchester, die van toepassing zijn op systemen met een lange levensduur, voortbouwen op eerdere laboratorium- en veldstudies over korte perioden die ook suggereerden dat de mobiliteit van verontreinigende stoffen in kristallijn gesteente, zoals graniet, beperkt tot korte afstanden in delen van het gesteente die ver verwijderd zijn van grote breuken.

Dit nieuwe werk heeft rotsen uit oude kristallijne rotssystemen in Japan en het VK onderzocht om aan te tonen dat zelfs gedurende lange geologische perioden de beweging van elementen in dergelijk kristallijn gesteente inderdaad klein is, grotendeels omdat de vorming van grote hoeveelheden kleine kristallen tijdens het verouderen van het gesteente kleine openingen afdicht en de vloeistoftoegang beperkt tot slechts enkele millimeters van het gesteente dat grenst aan breuken.

Professor Roy Wogelius, de senior auteur van dit artikel, merkte op:"We wilden precies testen wat we konden oplossen in termen van vloeistoftoegang tot de matrix van deze rotsen en we waren verbaasd over het extreem beperkte volume dat erbij betrokken was. Maar wat voor ons het meest verbazingwekkend was, was de verdeling van kleine carbonaatkristallen mineralen in wat we gewoonlijk zien als een uniform blok kristallijn gesteente.

"Hier, onverwachte kleine calcietkristallen verschijnen door de rots en verstoppen alle kleine openingen. Deze kristallen verstoppen alles en houden de meeste vloeistof in grote scheuren zonder toegang tot kleinere openingen. Dit sluit effectief de toegang van verontreinigingen tot de rotsmassa af, wat betekent dat elke beweging van verontreinigende stoffen zich waarschijnlijk alleen in rotsbreuken zou concentreren. "