ONDERZOEK: het klimaat wordt gestuurd door stof en oceanen
Doel van het onderzoek
Vaststellen van de invloed van Saharastof op het leven in de Atlantische Oceaan.
Ontstaan van het idee
De VPRO herhaalde zes jaar geleden op de Stad Amsterdam de reis van de Beagle 150 jaar nadat Darwin deze maakte. Onze expeditieleider Jan-Berend Stuut in de buurt van Australië ingevlogen en ging hij in gesprek met Russ George, een geologisch ingenieur. Deze Amerikaanse zakenman claimt ecosystemen te kunnen herstellen en de klimaatverandering te vertragen. Hij poneerde tijdens de uitzending: Geef me een handvol ijzer en ik geef je een miljoen vissen ter grootte van een hand. Hij bedoelde dat ijzer een beperkende voedingsstof is voor de algen. Door dit metaal toe te voegen groeien de algen, neemt de primaire productie toe en hebben de vissen meer te eten. Kortom hij zag commercieel voordeel. Jan-Berend ging hier tegenin: ingrijpen in een ecosysteem pakt vaak verkeerd uit. Denk aan de introductie van konijnen in Australië en van de damherten, die de Waterleidingduinen in Noord-Holland tot een woestijn maken. Dus: eerst onderzoek doen en dan misschien in de praktijk brengen. Niettemin dumpte de Amerikaan illegaal 1200 kilo ijzererts in de Stille Oceaan en de zalmvangst verviervoudigde. Een gevaarlijke situatie.
Gehonoreerd onderzoeksvoorstel
Jan-Berend deed een onderzoeksvoorstel om uit te zoeken welke invloed de ‘natuurlijke’ bemesting van de oceaan door Saharastof heeft en wat de neveneffecten daarvan zijn.
Een paar gegevens
– stof wordt ingedeeld in drie categorieën. Van kleine naar grotere korrelgrootte: klei, zilt en zand.
– stof bestaat uit metalen, die wel of niet opgenomen kunnen worden door algen.
– plankton is de verzamelnaam voor kleine organismen, die voornamelijk zwevend in het water leven. Er wordt onderscheid gemaakt tussen plantaardig fytoplankton dat door dierlijk zoöplankton gegeten kan worden.
– primaire productie: de productie van organische stof zoals bijvoorbeeld suikers en eiwitten door producenten meestal planten.
Er zijn mariene woestijnen in de Atlantische Oceaan: gebieden waar nauwelijks plankton voorkomt, waarschijnlijk samenhangend met een tekort aan voedingstoffen. Stel dat we die toevoegen, hoe beïnvloeden we daarmee de primaire productie en misschien het klimaat? Hoe meer algen er groeien, hoe meer het broeikasgas CO2 zij uit de lucht opnemen en hoe groter de kans dat de opwarming van de aarde vertraagd wordt.
Fysisch/chemische aspecten
– hoeveel stof komt uit de Sahara in welk deel van de oceaan terecht?
– wat zijn de eigenschappen van dit stof: korrelgrootte, metalensamenstelling enz.
– welk verschil is er in opname van voedingsstoffen uit droog stof en stof met een vochtige buitenkant door regen of condens? Door de enigszins zure regen lossen de stoffen al wat op voordat het zand in zee valt.
– welke invloed heeft vallend stof op de snelheid waarmee dood materiaal naar beneden zakt?
Dood materiaal kan zich hechten aan vallend stof. Als het snel valt, is er minder tijd voor diertjes om het dode materiaal, marine snow genaamd, op te nemen. Dit heeft invloed op de samenstelling van het leven op verschillende dieptes.
Biologische aspecten
– welke rol spelen stikstof, sulfaten en ijzer bij de groei van de verschillende niveaus binnen het ecosysteem?
Het is bekend dat bij Antarctica ijzer het beperkende metaal is. In dit deel van de Atlantische Oceaan zou het juist om stikstof gaan. Maar sulfaten en ijzer beïnvloeden waarschijnlijk de opname van nitraten.
De vier onderzoeksgroepen aan boord van de James Cookvaart-134
– Jan-Berend Stuut, onderzoek naar effecten van woestijnstof op het huidige maritieme milieu en van stof als instrument om landklimaat in het verleden te reconstrueren met onder andere aandacht voor coccolieten en bacteriën.
– Corina Brussaard, onderzoek naar mariene virussen en plastic
– Geert-Jan Brummer, onderzoek naar diersoorten die kalk uit het water inbouwen in hun schelp zoals foraminiferen en pteropoden
– Antoni Rossel-Mele, biogeochemisch onderzoek naar organische resten aan stof
Manieren van onderzoek
– verzamelen van materiaal met apparaten die op een vaste plek aan de bodem verankerd zijn met tussenpozen van ongeveer een jaar: boeien voor stof en sedimentvallen
– verzamelen van materiaal dat tijdens de tocht aan boord wordt gehaald: CTD’s voor het bepalen van fysische en biologische aspecten van water op verschillende diepten (verzameltijd: anderhalf uur), drijvende vallen voor verzamelen van stof op drie verschillend dieptes (verzameltijd: 24 uur), stoffilters elke dag tijdens de hele reis, planktonnet net aan het oppervlak voor bepalen van fytoplankton zoals coccolieten en pteropoden.
Al deze apparaten worden in een volgende editie van dit blog toegelicht.
Deelnemers
Buiten de 15 onderzoekers op professoraal, postdoc-, aio- en masterniveau reizen mee emeritus professor paleontologie Bert Boekschoten, de bioloog Jaap de Boer als vrijwillig onderzoeker aan pteropoden, Gemma Venhuizen als journalist van de NRC, Kennislink en Geobrief en als verslaggever van Vroege Vogels en Lydia Sevenster voor het schrijven van lesmateriaal voor 5 en 6 vwo. De deelnemers komen uit Spanje, Portugal, Duitsland en Nederland.
Ondersteunend personeel
Het NIOZ beschikt over uitstekend technisch en ondersteunend personeel. Veel van de indrukwekkende instrumenten en apparaten zijn zelf ontworpen en in de eigen werkplaats gemaakt. Barry Boersen, Bob Koster, Patrick Laan en Yvo Witte werken autonoom en staan steeds op de juiste plaats met het juiste gereedschap in de hand. Anna Noordeloos en Kirsten Kooijman bedenken nieuwe technieken en nemen Corina Brussaard veel werk uit handen.
Financiering van het onderzoek
Jan-Berend ontving van het European Research Council 2 miljoen euro voor vaartochten in 2012 en 2013 en een half miljoen van NWO voor vaartochten in 2014 en deze tocht in 2016. Inmiddels is een aanvraag bij de Deutsche Forschungsgemeinschaft voor 2017 gehonoreerd en is er een nieuwe aanvraag voor een vaartocht in 2018 in voorbereiding.
Vooral de relatie tussen stof en klimaatverandering geeft de doorslag tot het verlenen van de subsidies.
