Oceanografen meten temperatuursstijging met onderzees geluid

Een internationaal team van oceanografen en klimatologen begint in januari aan een wereldwijd akoestisch experiment om vast te stellen of de temperatuur van het water in de oceanen omhoog gaat als gevolg van het broeikaseffect. Door vanaf een eilandje in de zuidelijke Indische Oceaan in alle richtingen geluidspulsen te zenden en die vervolgens op duizenden mijlen daarvandaan op te vangen, kan berekend worden met welke snelheid ze zich voortplanten en daaruit hoe warm het tussenliggende water is.

Hoe hoger de watertemperatuur, hoe hoger de voortplantingssnelheid van het geluid. Omdat de stijging van de atmosferische temperatuur als gevolg van een eventueel broeikaseffect ook moet leiden tot een stijging van de temperatuur van het zeewater, zou een lange tijdreeks van dergelijke metingen informatie kunnen opleveren over de realiteit van het broeikaseffect.

In een proefexperiment in januari zal gedurende een periode van negen dagen vanuit een schip bij Heard Island, een klein eilandje in de zuidelijke Indische Oceaan dat tot Australisch grondgebied behoort, een onderwaterluidspreker signalen uitzenden. De luidspreker zal worden neergelaten tot een diepte van circa 250 meter. De signalen hebben een zeer lage frequentie (50 tot 70 hertz, voor mensen nog juist hoorbaar) en een hoog volume (209 decibel, nog altijd veel lager dan de ca. 270 dB die een startende straaljager produceert). Heard Island is gekozen vanwege zijn lokatie. Het ligt zeer zuidelijk op ongeveer 75 graden oosterlengte en staat in directe open verbinding met alle vijf de oceanen.

De geluidpulsen zullen worden opgevangen door onderwatermicrofoons op Antarctica en Bermuda, in San Francisco en op verschillende plaatsen langs de kusten van Zuid-Afrika, India, Australie, Nieuw-Zeeland en Canada. Hoewel niet exact kan worden voorspeld hoe ver de signalen na hun lange reis zullen zijn uitgedoofd, zijn de onderzoekers er vrij zeker van dat ze met van gevoelige microfoons zullen kunnen oppikken. Door exact de tijd te meten die het signaal over de reis heeft gedaan, is het uitrekenen van de gemiddelde snelheid een fluitje van een cent.

Het experiment maakt gebruik van een vrij nauwkeurig begrensde laag water die in alle oceanen als een soort 'golfpijp' fungeert, vergelijkbaar met het slangetje van een stethoscoop. De diepte van deze laag varieert overal ter zee, maar is nergens groter dan ongeveer 1000 meter. De laag wordt aan de bovenkant begrensd door een vrij scherpe temperatuurval: het bovenliggende water is en stuk warmer dan het water in de laag zelf. Aan de onderkant is eveneens een vrij scherpe grens als gevolg van compressie: hoe dieper, hoe meer het water wordt samengeperst en hoe sneller het geluid daar doorheen gaat. De 'golfpijp' wordt waarschijnlijk ook voor communicatiedoeleinden gebruikt door walvissen en andere zeezoogdieren.

Het experiment in januari is bedoeld om te kijken of de techniek echt werkt. Indien de resultaten bevredigend zijn, wordt overwogen om een permanente meetserie in te zetten voor een periode van tien jaar. De hoop van de onderzoekers is, dat met deze techniek veel eerder (namelijk binnen die tien jaar) met bevredigende zekerheid kan worden vastgesteld of de temperatuursstijging die aan het broeikaseffect wordt toegeschreven reeel is, dan met atmosferische metingen zou kunnen.