Leven in de Dode Zee; Verbinding met de Rode Zee zou een witte zee opleveren

Een verbinding tussen Rode Zee en Dode Zee biedt veel voordelen. Niet alleen zou dat een enorme hoeveelheid zoet water opleveren, maar ook zou het dalende niveau en de toenemende verzouting van de Rode Zee een halt worden toegeroepen.

In de ochtend, in alle vroegte, toen de zon over het water scheen, zagen de Moabieten uit de verte hoe het water rood was van het bloed. Zij riepen: 'Dat is bloed! De koningen zijn elkaar te lijf gegaan en hebben elkaar verslagen. Kom Moabieten, op naar de buit!' Maar toen ze bij de legerplaats van de Israelieten kwamen, gingen die tot de aanval over en versloegen ze de Moabieten. (II Koningen 3, 22 e.v.).

Te bewijzen is het niet, maar het water in het Bijbelcitaat zou dat van de Dode Zee geweest kunnen zijn. “Dan was de vergissing van de Moabieten waarschijnlijk te wijten aan bacteriën die het water rood kleurden”, zegt Aharon Oren in zijn werkkamer aan de Hebreeuwse Universiteit in Jeruzalem. Oren studeerde in 1974 af als Carel Denneboom aan de Rijksuniversiteit Groningen en trok naar Israel. Vanaf 1979 houdt hij zich bezig met het leven in de Dode Zee, als hoogleraar bij de vakgroep Microbiologische en Moleculaire Ecologie.

Eind jaren tachtig waren er plannen om water van de Middellandse Zee naar de Dode Zee te transporteren. De Dode Zee is het laagste punt op het aardoppervlak. Het waterniveau ligt 410 meter onder de zeespiegel. Het niveauverschil tussen beide zeeën zou worden gebruikt voor de productie van (hydro)-elektriciteit. Als gevolg van de daling van de olieprijs verdwenen de plannen in de ijskast, maar inmiddels zijn ze er, in iets gewijzigde vorm, weer uitgehaald.

VREDESAKKOORD

In het kader van het Jordaans-Israelische vredesakkoord van 1994 is onlangs het voorstel gelanceerd om 1,2 miljard kubieke meter zeewater uit de Rode Zee naar de Dode Zee te brengen. Vanuit de Golf van Aqaba moet het water ruim 130 meter worden opgepompt naar de top van het kustgebergte. Vanaf dat punt stroomt het door een 200 kilometer lange tunnel naar de Dode Zee. Het hoogteverschil van ruim 500 meter levert een hydrostatische druk op, die wordt gebruikt om het water door een membraan te persen om het te ontzouten. Zo kan van elke honderd liter zeewater zestig liter zoet water worden bereid; in totaal 800 miljoen kubieke meter per jaar. De resterende veertig liter wordt in de Dode Zee geloosd. Jaarlijks zou met dit plan zo'n 800 miljoen liter zoet water te produceren zijn. De kosten van het project bedragen 5 miljard dollar.

Bijkomend voordeel zou zijn dat de daling van het waterniveau in de Dode Zee tot staan wordt gebracht. Dat daalt nu met ongeveer een halve meter per jaar, voornamelijk doordat steeds minder water de Dode Zee binnenstroomt. Sinds de jaren zestig tappen Israel en in mindere mate Jordanië water af van de Jordaan voor drinkwater en irrigatie. Was de jaarlijkse aanvoer in 1950 nog ruim 900 miljoen kubieke meter, nu is deze geslonken tot een 'stroompje' van gemiddeld 150 miljoen kubieke meter per jaar.

Doordat het verdampingsproces doorgaat, wordt het zoutgehalte in de Dode Zee steeds hoger. Normaal zeewater heeft een zoutgehalte van 35 gram per liter, het water in de Dode Zee is met 340 gram per liter bijna tien keer zo zout. Oren: “Het is niet altijd zo zout geweest, tenminste niet over de hele waterkolom. Hydrologisch onderzoek aan het eind van de jaren vijftig heeft uitgewezen dat het noordelijke diepe deel van de Dode Zee toen uit twee lagen bestond. Een bovenlaag tot 40 meter diepte met een zoutconcentratie van rond de 300 gram per liter en een onderlaag tot de bodem met een zoutconcentratie van bijna 340 gram per liter. Daling van het zeeniveau leidde ertoe dat het verschil in zoutgehalte tussen boven- en onderlaag steeds kleiner werd. In februari 1979 was het verschil verdwenen. De Dode Zee was homogeen geworden met een zoutgehalte van 340 gram per liter.”

Met het verdwijnen van de minder zoute bovenlaag verdween ook de groene alg Dunaliella, een microscopisch klein organisme dat zich voortbeweegt met twee flagellen. De eencellige alg is in de jaren dertig voor het eerst waargenomen in de Dode Zee. Hij komt ook voor in andere zoutmeren. Via fotosynthese zet hij zonlicht en kooldioxide om in glycerol en zetmeel. Hij bevat grote hoeveelheden glycerol om te overleven in het zoute water van de Dode Zee. De alg is flexibel. Komt hij in een minder zoute omgeving, dan zwelt hij eerst op. Door omzetting van glycerol in zetmeel past de zoutconcentratie in de cel zich binnen enkele uren aan de concentratie buiten de cel aan.

In eerdere jaren heeft het Weizmann Instituut pogingen ondernomen om op biologische wijze glycerol te maken met Dunaliella. Daartoe zijn ooit proefvijvers aangelegd bij Eilat aan de Rode Zee. Oren: “Biologisch werkte het uitstekend. Het product was echter twee keer zo duur als glycerol uit aardolie of uit vetten. Vandaar dat het nooit op grote schaal is gemaakt.” Wel een succes bleek de productie van caroteen, een kleurstof die ook in peen voorkomt. Een aantal soorten Dunaliella maken bèta-caroteen aan tot 10 procent van het drooggewicht, een behoorlijke hoeveelheid. Bèta-caroteen wordt gebruikt als kleurstof, maar is tegenwoordig ook populair als 'health food' in reformzaken. De stof zou veroudering en kanker tegengaan.

SODOM EN GOMORRA

In de Dode Zee vormt het glycerol van Dunaliella de voedselbron voor zoutminnende bacteriën. Ze hebben namen als Haloarcula marismortui, Halobaculum gomorrense en Halorubrum sodomense, die verwijzen naar Sodom en Gomorra. Eigenlijk zijn het geen bacteriën, maar archaebacteriën. Deze verschillen zodanig van gewone bacteriën, dat ze worden beschouwd als een aparte categorie. Ze komen vooral voor in extreme milieus waar hoge temperaturen, hoge druk of hoge zoutconcentraties heersen.

De archaebacteriën in de Dode Zee hebben een ander mechanisme dan Dunaliella om osmotische problemen te vermijden. In hun geval is de zoutconcentratie in de cel dezelfde als die daarbuiten. In normale gevallen heeft dit fatale gevolgen: gewone eiwitten, inclusief enzymen, slaan neer, de cel functioneert niet meer en sterft.

De meeste halobacteriën bevatten ook caroteen, zij het een andere vorm dan Dunaliella. De kleurstof beschermt de halobacteriën niet alleen tegen zonlicht, maar geeft het water ook een rode kleur. Indertijd, toen de bovenste laag van de Dode Zee minder zout was dan de rest, kleurde het water eerst groen dankzij de algengroei. Daarna deden de archaebacteriën zich te goed aan glycerol, vermenigvuldigden zich en kleurden het water rood. Met de ontmenging van het Dode-Zeewater in februari 1979 is dat fenomeen verdwenen, omdat de alg Dunaliella is verdwenen. Tenminste, zo goed als.

Oren heeft de Dode Zee na 1979 nog tweemaal van kleur zien verschieten. Een keer in 1980 en een keer in 1992. In beide gevallen was de oorzaak een strenge winter. “In het gebied van de Dode Zee leidt neerslag in de winter tot 'flash floods', waarbij grote hoeveelheden zoet water in de zee terechtkomen. Zoveel dat je weer een tweelagensysteem krijgt met een minder zoute bovenlaag en een zoutere onderlaag. In die minder zoute bovenlaag kan Dunaliella dan weer tijdelijk tot bloei komen.”

Een bijkomend verschijnsel is dat de 'flash floods' ook flinke hoeveelheden fosfaat naar de Dode Zee transporteren. Fosfaat is, aldus Oren, vermoedelijk een beperkende factor bij de groei van Dunaliella. Het verdwijnen van het microleven wordt nog versterkt door het feit dat de Dode Zee vrijwel verzadigd is met natriumchloride. Daardoor slaat dit keukenzout neer in de vorm van zoutpilaren en zouteilanden. Als gevolg daarvan stijgt de relatieve concentratie van calcium en magnesium-ionen in het Dode-Zeewater. Noch Dunaliella, noch de archaebacteriën zijn liefhebbers van deze ionen. “Bij de huidige concentraties calcium- en magnesium-ionen is de groeisnelheid van de archaebacteriën bijna nul”, zegt Oren.

Als de plannen om water uit de Rode Zee naar de Dode Zee te transporteren doorgaan, is de kans groot dat er weer twee lagen zullen ontstaan, aldus Oren. “Met de bijbehorende groei van micro-organismen. Dan zal de Dode Zee weer een afwisseling van groen- en roodkleuring kennen.” Maar dat is niet alles. Het water van de Rode Zee bevat sulfaat, een stof die in de Dode Zee niet of nauwelijks voorkomt. Het water van de Dode Zee bevat echter veel calcium-ionen. Wordt water van de Rode Zee gemengd met dat van de Dode Zee, dan is de kans aanwezig dat er een suspensie van gipskristallen ontstaat. Oren: “Dan krijgen we geen afwisselend groene en rode zee, maar een witte zee.”