Hoe een orkaan de chemie van grondwater kan veranderen

Foto boven: Apalachee Bay - James Leon Young

Tropische stormen, krachtige orkanen en intense tyfoons laten, nadat ze aan land zijn gekomen, vaak sporen na die we meteen zien: vernielde huizen, omgewaaide bomen, ondergelopen straten. Maar soms laten ze óók verborgen effecten achter, onder onze voeten. Een nieuw onderzoek laat zo’n onzichtbaar gevolg zien.

Tijdens de bijeenkomst GSA Connects 2025 van de Geological Society of America werd een opmerkelijke casus gepresenteerd over een orkaan die de chemie van het grondwater onder de kust van Florida veranderde.

Helene: meer dan alleen schade boven de grond

In de avond van 26 september 2024 kwam orkaan Helene aan land in de ‘Big Bend’ van Florida. De materiële schade was al snel zichtbaar en werd uitgebreid gedocumenteerd. Maar diep onder de grond speelde zich nog iets anders af, iets wat in eerste instantie niemand zag.

Advertentie

Binnen enkele weken stonden hydrologen Dr. Dini Adyasari (Texas A&M University) en Xiaolang Zhang (Florida Atlantic University) op het punt waar Helene voor de eerste keer aan land was gekomen, in Apalachee Bay. Ze onderzochten daar hoe stormvloed, overstromingen en extreme regenval de ondiepe kustwaterlagen hadden beïnvloed. Adyasari presenteerde de bevindingen later tijdens GSA Connects in San Antonio.

Verborgen effecten onder Florida’s kust

Door het stijgende zeeniveau en vaker voorkomende extreme tropische stormen, gedreven door de opwarming van het klimaat, veranderen kustnabije grondwatersystemen steeds sneller. Vooral in Florida, waar de ondergrond uit doorlatende kalksteen bestaat en de bodem laag ligt, is dit een kwetsbaar systeem dat volgens Adyasari veel uitgebreider onderzocht moet worden.

Tijdens vier expedities, in oktober en november 2024 en in januari en mei 2025, nam het team op ongeveer twee meter diepte grondwatermonsters. In het lab werden de monsters op chemische eigenschappen geanalyseerd, waaronder nutriënten.

Een eerste waarschuwing… uit de neus

Nog voordat de resultaten bekend waren, merkte Adyasari al iets opvallends op: de geur veranderde. Tijdens de eerste bezoeken rook het water nauwelijks ergens naar. Maar naarmate de maanden verstreken, begon het grondwater steeds meer te stinken. De monsters uit mei roken zelfs ‘sterk naar zwavel’, zegt Adyasari. Een teken dat het water opnieuw anoxisch was geworden, oftewel zuurstofloos.

Advertentie

Labresultaten bevestigden het beeld. Kort na de passage van Helene was zuurstofrijk storm- en zeewater binnengedrongen in het normaal zuurstofarme grondwater. Maanden later was die zuurstof verdwenen, vermoedelijk opgebruikt door microben, en keerde de typische ‘rotte-eiergeur’ terug. Maar dat tijdelijke shot zuurstof had wél iets in gang gezet: er ontstonden extra voedingsstoffen, zoals nitraat.

Wat betekent dat voor ecosystemen?

Meer nutriënten kunnen leiden tot een explosie van fytoplankton, wat schadelijk kan zijn voor de verbonden oppervlaktewateren, zoals rivieren en meren. Die wateren vormen de leefomgeving van talrijke kwetsbare ecosystemen.

Daarnaast kan een verandering in de ondiepe waterlagen ook doorwerken naar diepere aquifers, de ondergrondse watervoerende lagen die cruciaal zijn voor drinkwater en irrigatie.

Opvallend genoeg veranderde het zoutgehalte nauwelijks, ondanks de enorme stormvloed. Dat komt waarschijnlijk doordat het grondwater in deze kustzones van nature al licht brak is.

Wat gebeurt er onder de oppervlakte?

Om het hele systeem beter te begrijpen, is meer onderzoek nodig. Adyasari analyseert nu de microben in de grondwatermonsters. Die kunnen namelijk veel vertellen over de chemische veranderingen die tijdens en na de storm plaatsvinden.

‘Wij willen weten of het microbiologische beeld overeenkomt met wat we in de chemie zien,’ zegt Adyasari. De processen achter de veranderingen in nutriënten lijken volgens haar sterk gekoppeld te zijn aan microbieel gedrag. ‘Ik wacht met spanning op die resultaten.’