Mississippislib

OPWINDENDE brief uit Twente. Op 17 oktober meldde deze krant in de marge van een artikel over het al of niet smelten van het zuidpoolijs dat de zeespiegelrijzing zoals die de afgelopen 75 jaar is geregistreerd nog steeds niet volledig wordt begrepen. Thermische expansie, het inkorten van gletsjers op gematigde breedte en de veranderingen op Groenland kunnen de continue stijging met 1,8 millimeter per jaar niet verklaren. Er is een hoeveelheid 'missing water' van wel 360 miljard ton per jaar.

Misschien, schrijft Twente, misschien is het beter te spreken van een 'missing volume' en is er een heel eenvoudige verklaring voor het volumetekort. Rivieren voeren immers voortdurend vaste stoffen van het land naar de zee en hogen van lieverlee de zeebodem op. Nogal wiedes dat dan ook de zeespiegel omhoog komt. Twente steunt de hypothese met een sigarendoos-berekening aan de slibafvoer van de Mississippi, gebaseerd op gegevens uit de Winkler Prins van 1977. De Mississippi brengt jaarlijks bij New Orleans 304 miljoen kubieke meter sediment in zee. Het stroomgebied van de rivier is 326 duizend vierkante kilometer, dat is zo'n 0,2 procent van het totale aardse landoppervlak. Gaan we er van uit dat dat gehele landoppervlak op dezelfde manier wordt gedraineerd als de Sippi dan brengen alle rivieren tezamen jaarlijk 152 miljard kubieke meter vaste stof naar zee. Dat is bijna de helft van het 'missing volume'.

Presto, het hele IPCC voor paal. In het laatste IPCC-klimaatrapport wordt in het hoofdstuk over zeespiegelstijging met geen woord gerept over afvoer van sedimenten naar zee. Vergeten.

Voor de aardigheid eens geprobeerd om afvoergevens over andere rivieren te vinden. De Encyclopaedia Britannica heeft in het hoofdstuk over Geomorphic Processes (Macropaedia, 1991) een staatje met gegevens over zeven rivieren inclusief de omvang van het stroomgebied en de hoeveelheden jaarlijks afgevoerde gesuspendeerde en opgeloste stoffen. De Amazone en de Congo voeren de lijst aan met stroomgebieden van 7,1 en 3,7 miljoen vierkante kilometer, op de derde plaats staat de Mississippi met een stroomgebied van 3,2 miljoen vierkante kilometer. 3,2? Ja, 3,2. De oude Winkler Prins had zich een factor tien vergist, 't is inmiddels rechtgezet.

En misschien moet er in een volgende editie nog meer worden verbeterd want de indruk is dat ook in de opgave van het afgevoerde sediment een onjuistheid zit. De Britannica drukt de 'average suspended load' uit in tonnen, de Prins in bijna evenveel kubieke meters. Maar tussen de twee eenheden zit een verschil van een factor 2 a 3, gelijk aan de dichtheid van het Mississippislib. Waarschijnlijk heeft de Prins het slibvolume overschat en is het in werkelijkheid maar de helft of nog minder.

Dankzij het vergelijkende staatje in de Britannica is nog een kanttekening te maken: de Sippi voert naar verhouding erg veel slib af. Per vierkante kilometer stroomgebied wel 107 ton per jaar, anderhalf keer zoveel als de Amazone, 13 keer zoveel als de Congo. De Amerikaanse rivier kan dus niet model zijn voor de hele wereld. Van de Twentse theorie blijft geen spaan heel.

Toch is nog niet alle hoop verloren want ook de opgeloste stoffen die de rivieren naar de oceanen voeren dragen bij aan de volumetoename van die oceanen. De oceanen zijn geen overlopende badkuip, zoals het IJsselmeer, maar danken hun constante niveau aan het evenwicht tussen rivieraanvoer en verdamping. Bij die verdamping gaan nauwelijks mineralen verloren, wat er in gaat komt er nooit meer uit. Maar er zit hier een addertje onder het gras: zoals bekend, of misschien ook niet, passen heel kleine ionen van het soort waarin keukenzout uiteenvalt in de ruimten die tussen de watermoleculen van schoon water overblijven. Kan dat hier een rol spelen?

Dat is met een eenvoudig proefje te onderzoeken. Vul een 250 ml-maatcilinder tot de 100 milliliterstreep met water en meet met een brievenweger hoeveel zout er nodig is om het niveau op 110 ml te krijgen.

Het blijkt 31 gram, ofwel 14,3 milliliter (de dichtheid van zout is 2,17 gram per cm³). Dat is het bedoelde fenomeen! Wacht tot al het zout goed is opgelost en kijk dan hoeveel zout er daarna nodig is om van 110 op 120 ml te komen. Nu is het maar 23 gram ofwel 10,6 ml - gezien de meetonnauwkeurigheid praktisch gelijk te stellen aan 10 milliliter. (Een proefje met suiker leverde de waarden 16,5 en 15,5 gram, dat is 10,3 en 9,7 milliliter op. De suikermoleculen zijn te groot.) Het blijkt dat de ruimten tussen de watermoleculen tamelijk snel 'vol' zitten al is het mogelijk dat oceaanwater, dat maar 3,5 gram zouten per 100 milliliter bevat, nog wat gaatjes overheeft.

Erg veel kunnen de opgeloste zouten sowieso niet bijdragen aan de zeespiegelstijging, want wat de rivieren aan opgeloste stoffen afvoeren is ruwweg van dezelfde orde van grootte als wat er aan gesuspendeerd materiaal wordt afgevoerd. Daar valt weer tegenin te brengen dat in de oceanen een soort wonderbaarlijke sediment-vermenigvuldiging plaats vindt. De oceanen absorberen immers ongeveer de helft van de jaarlijks CO2-uitstoot en de bulk daarvan zakt vroeg of laat in de vorm van kalkskeletjes of als aragoniet en calciet naar de bodem. Per jaar gaat zo'n 2 a 3 miljard ton CO2 de diepte in. Onzichtbaar gas wordt keihard sediment, met godweetwat voor consequenties voor het zeeniveau. Het broeikaseffect is veel directer dan iedereen denkt.

't Was al diep in de nacht toen gisteren het inzicht doorbrak: de oceanen stijgen misschien wel even snel als de snelheid waarmee dat vermaarde diepzeeslib (globigerinen-slik, diatomeeen-aarde resten van foraminiferen, radiolarien, coccolieten en noem de hele lijkenregen maar op) op de bodem van de oceaan wordt afgezet.

Als dat met een millimeter per jaar aangroeit, moet de zee ook met een millimeter per jaar omhoog. En het groeit toch ook met een millimeter per jaar? Nee, zegt het eerste het beste handboek oceanografie. Het groeit met 1 tot 15 millimeter per millennium.

Nu, dan zoeken we nog even verder.