De bevroren bodem van het Arctische gebied herbergt een tot nu toe onderschat gevaar. Door de opwarming van de aarde ontdooit de grond en wordt deze instabiel. Als gevolg daarvan kan industriële infrastructuur wegzakken en instorten en komen er schadelijke stoffen vrij. Bovendien kan de al aanwezige vervuiling zich makkelijker verspreiden over de ecosystemen. Daarom is er dringend behoefte aan een langetermijnaanpak van deze explosieve erfenis, zoals de onderzoekers uitleggen in het tijdschrift Nature Communications.
Stabiel en betrouwbaar
Velen van ons zien het Noordpoolgebied als een grotendeels ongerepte wildernis, maar dit gaat allang niet meer op voor de hele regio. Er liggen olievelden, pijpleidingen en mijnen en er vinden allerlei andere industriële activiteiten plaats. De bijbehorende fabrieken en installaties zijn gebouwd op een ondergrond die ooit bijzonder stabiel en betrouwbaar werd geacht: permafrost. Van dit unieke bodemtype, dat in grote delen van het noordelijk halfrond voorkomt, ontdooit 's zomers alleen het bovenste laagje. Daaronder blijft de grond, soms wel tot honderden meters diep, het hele jaar door bevroren.
'Permanent' opgeborgen
Permafrost werd daarom niet alleen gezien als een stevige ondergrond voor gebouwen en infrastructuur. 'Van oudsher zag men het ook als een natuurlijke buffer die de verspreiding van vervuiling tegenhield', legt Moritz Langer van de VU en het Helmholtz Centre for Polar and Marine Research van het Alfred-Wegener-Institut (AWI) uit. 'Afval van gesloten of nog draaiende fabrieken werd daarom gewoon op het terrein achtergelaten, wat aanzienlijk goedkoper en makkelijker was dan het op te ruimen.' Als gevolg van de industriële expansie tijdens de Koude Oorlog ontstonden er zo in de loop van tientallen jaren microstortplaatsen vol giftig slib uit de olie- en gaswinning, grote hoeveelheden mijnafval en achtergelaten militaire installaties. Daarnaast werden meren doelbewust als afvalput gebruikt. "Men ging er van uit dat deze giftige stoffen voor eeuwig veilig waren opgeborgen in de permafrost, waardoor kostbare oplossingen om het afval te verwijderen niet nodig waren," voegt Guido Grosse, hoofd van de afdeling Permafrost Research aan het AWI, daaraan toe. "Nu ligt deze industriële erfenis nog begraven in de permafrost of erbovenop. De schadelijke stoffen variëren van giftige diesel tot zware metalen en zelfs radioactief afval."
Geen buffer meer
Door de klimaatverandering kan deze tikkende tijdbom binnenkort een acute bedreiging vormen, want de gebieden met permafrost warmen twee tot vier keer zo snel op als de rest van de wereld. Steeds meer bevroren grond ontdooit. Dit leidt tot een verandering van de hydrologische omstandigheden, waardoor de permafrost geen effectieve buffer meer vormt. Daardoor kunnen de schadelijke stoffen die zich in de loop van tientallen jaren in het Noordpoolgebied hebben opgehoopt, vrijkomen en zich over een groter gebied verspreiden.
Steeds meer incidenten
Daar komt bij dat de ontdooiende permafrost steeds instabieler wordt, wat tot nog meer vervuiling kan leiden. Als de grond instort, kunnen pijpleidingen en chemische opslagplaatsen beschadigd raken. Dat dit een reëel risico is, blijkt uit een ernstig incident dat zich in mei 2020 voordeed bij de Noord-Siberische industriestad Norilsk: vanuit een verzakte opslagtank stroomde 17.000 ton diesel naar buiten en vervuilde rivieren, meren en de toendra. Langer: "Dit soort incidenten gaan we in de toekomst vaker zien."
Industriële activiteiten
Om deze risico's nauwkeuriger in kaart te brengen, heeft hij met zijn internationale team van deskundigen uit Duitsland, Nederland en Noorwegen onderzoek gedaan naar industriële activiteiten in het hoge noorden. Daartoe hebben ze allereerst algemeen beschikbare gegevens geanalyseerd van de portal OpenStreetMap en uit de Atlas of Population, Society and Economy in the Arctic. Volgens deze bronnen zijn er in de permafrostregio's in het Noordpoolgebied zo'n 4500 industriële complexen waar potentieel schadelijke stoffen worden opgeslagen of gebruikt.
"Maar uit deze informatie konden we niet opmaken om wat voor type industrieën het ging of in welke mate die het milieu zouden kunnen vervuilen," aldus Langer. Alleen voor Noord-Amerika is er op dit moment gedetailleerdere informatie over vervuilde terreinen beschikbaar. Daar bevindt zich grofweg 40 procent van alle permafrost op aarde. De gegevens uit Canada en Alaska lieten zien dat het op basis van de locatie en het type industrie mogelijk zou moeten zijn om nauwkeurig te bepalen waar de kans op de aanwezigheid van schadelijke stoffen het grootst is.
Soorten schadelijke stoffen
Het Contaminated Sites Program biedt voor Alaska ook inzicht in de verschillende soorten schadelijke stoffen die er zijn aangetroffen. Zo hangt ongeveer de helft van de geregistreerde stoffen samen met diesel, kerosine en benzine. Ook kwik, lood en arseen staan in de top 20 van gedocumenteerde milieuvervuilers. En het probleem beperkt zich niet alleen tot terreinen uit het verleden, want hoewel het aantal nieuwe registraties van verontreinigde sites in de noordelijkste staat van de VS is afgenomen van circa 90 in 1992 tot 38 in 2019, komen er nog steeds vervuilde locaties bij.
Voor de onmetelijke permafrostgebieden in Siberië zijn er geen vergelijkbare databases beschikbaar. 'De enige mogelijkheid was om meldingen van milieuproblemen te analyseren die tussen 2000 en 2020 in de Russische media zijn verschenen, of andere openbare bronnen te raadplegen,' zegt Langer. 'Uit de weinige beschikbare informatie blijkt dat er ook in de Russische permafrostgebieden sprake is van industriële complexen die vervuilde terreinen achterlaten.'
Ernstig milieuprobleem
Met behulp van computermodellen heeft het team voor het hele Noordpoolgebied berekend hoeveel vervuilde terreinen er zijn. Uit die gegevens blijkt dat de 4500 industriële complexen in de permafrostregio's waarschijnlijk 13.000 tot 20.000 vervuilde terreinen hebben veroorzaakt, waarvan 3.500 tot 5.200 in gebieden waar de permafrost nu nog stabiel is maar voor het eind van deze eeuw zal gaan ontdooien. 'Maar zonder nauwkeuriger gegevens moet je deze resultaten als een conservatieve schatting zien,' benadrukt Langer. "Het probleem zou wel eens veel groter kunnen zijn."
Steeds meer industrie
Wat het nog erger maakt, is dat de belangstelling voor het ontplooien van commerciële activiteiten in het Noordpoolgebied alleen maar toeneemt. Er worden dus steeds meer fabrieken en installaties neergezet die eveneens vervuiling van de omringende ecosystemen kunnen veroorzaken. En dat in een tijd waarin het opruimen van dergelijke milieuverontreiniging almaar moeilijker wordt, want daar heb je immers vaak voertuigen en zware machines voor nodig, en die kun je nauwelijks gebruiken op de kwetsbare toendragrond die steeds verder ontdooit.
Niets achterlaten
"Kortom, we hebben hier te maken met een ernstig milieuprobleem dat alleen maar erger wordt," vat Guido Grosse het samen. Volgens de onderzoekers is er dringend behoefte aan meer data en toezicht op het gebruik van schadelijke stoffen bij de industriële activiteiten in het Noordpoolgebied. "Deze vervuilende stoffen kunnen via rivieren en de zee uiteindelijk ook weer bij de mensen in het gebied terechtkomen, of bij ons." Daarnaast is het belangrijk dat er serieuzer wordt ingezet op het voorkomen van vrijkomende vervuilende stoffen en het ongedaan maken van de schade in gebieden die al vervuild zijn. En ten slotte vinden de onderzoekers dat industrieafval niet meer zomaar in het Noordpoolgebied mag worden achtergelaten, zonder veilige methoden om het op te ruimen. We kunnen er immers niet meer op vertrouwen dat de permafrost dit voor ons oplost.