Verdronken Wadden

Gasboringen of niet, de Waddenzee is over honderd tot tweehonderd jaar toch weg. Door de zeespiegelstijging gaat het unieke ecosysteem kopje onder in de golven.

`VOLGENS klimaatdeskundigen zal de zeespiegel deze eeuw zo'n 60 centimeter stijgen'', zegt prof.dr.ir. Marcel Stive van de TU Delft. ``Dat is voor de Waddenzee vier maal zo snel als in de afgelopen eeuw. Door de zeespiegelrijzing van de afgelopen eeuw hebben we nu al zo'n 10 procent minder wadplaten. En over veertig jaar zal bijna de helft van de wadplaten in de grotere waddenbekkens verdwenen zijn.''

Samen met zijn studenten onderzocht Stive de morfologische ontwikkelingen in de Waddenzee, die voortdurend in beweging is. Bij vloed stromen massa's zand en slib de Waddenzee in en bij eb stroomt dit sediment weer grotendeels terug naar de Noordzee. Het zand dat de stromingen uitschuren in de geulen wordt afgezet op de wadplaten. Als de zeespiegel stijgt, stijgen de wadplaten mee. Verwacht wordt dat de zeespiegel steeds meer zal stijgen door de opwarming van de aarde, die leidt tot thermische uitzetting van de oceanen, tot het smelten van gletsjers en tot het smelten van de ijskap van Groenland. Op een gegeven moment zal de zand- en slibimport in de Waddenzee het tempo van de zeespiegelstijging niet meer kunnen bijbenen. De Waddenzee zal steeds dieper worden en de wadplaten zullen verdrinken. Dat is slecht nieuws voor de zeehonden en de steltlopers, voor de zeedonderpadden en brakwatergrondels, de alikruiken en de wadslakjes en al die andere bijzondere beesten die thuishoren in de Waddenzee. ``En wadlopen is er straks ook niet meer bij, bij gebrek aan wad'', zegt Stive.

piepjong

Op een geologische tijdsschaal bezien is de Waddenzee nog piepjong. De eerste wadplaten verrezen pas zo'n 1000 jaar geleden boven water. De geschiedenis laat zich aflezen uit grondboringen en sedimentanalyses. Tijdens de ijstijden lagen grote massa's water opgeslagen in de vorm van ijs. Aan het eind van de laatste IJstijd, zo'n 9000 jaar geleden, stond de Noordzee zelfs grotendeels droog. De zeespiegel lag zo'n 100 meter lager dan nu. Stive: ``Het was toen verschrikkelijk koud. Daarna werd de aarde in korte tijd snel warmer, de ijskappen smolten en het oceaanwater werd warmer en zette uit.''

De zeespiegel moet aanvankelijk zeer snel gestegen zijn, tussen 9000 en 8000 jaar zelfs met 20 meter (2 meter per eeuw). Daarna verliep de opwarming van de aarde wat minder snel: de zeespiegel steeg tussen 8000 en 7000 jaar geleden nog 10 meter (1 meter per eeuw). Sindsdien steeg het peil in totaal nog 15 meter, met steeds afnemende snelheid tot 14 cm per eeuw gemiddeld voor Nederland nu.

Zo'n 6000 jaar geleden zag de kaart van Nederland er totaal anders uit dan nu. ``Het noorden was relatief droog, evenals het oosten en het zuiden'', wijst Stive. ``Maar in het westen bevond zich een grote laagte als overblijfsel uit de laatste IJstijd. Waar nu het Noordzeestrand ligt, lag de bodem wel 10 tot 30 meter onder het huidige maaiveld. In de Randstad lag een groot verdronken Waddengebied, de Almere-lagune. Langs de randen groeide veen, hier woonden de mensen van de Swifterbantcultuur. Dit waddengebied moet verdronken zijn toen het landijs smolt en de zeespiegel in korte tijd zeer snel steeg, met meer dan een meter per eeuw.''

Omstreeks 6000 jaar geleden nam het tempo van zeespiegelstijging wat af, tot minder dan een meter per eeuw. De waddeneilanden voor de Noordzeekust (`barrière-eilanden') stikten in het zand dat Rijn en Maas aanvoerden en omstreeks 4000 jaar geleden had de Hollandse kust zich aaneengesloten tot een duinenrij, met daarachter een lagune. In de Romeinse tijd, zo'n 2000 jaar geleden, had heel Nederland een vrijwel gesloten kust, er was nog geen Waddenzee. Naarmate de zeespiegel verder rees begonnen de problemen in het noorden. De Waddenkust werd steeds zwakker. De Romeinse schrijver Plinius beschreef al hoe de Friezen, tot op het bot verkleumd, op hun terpen woonden en bij afnemend tij de vluchtende vissen achterna joegen.

Toen de Noordzee gestegen was tot minder dan een meter beneden NAP, stroomde het zeewater steeds vaker over de laaggelegen gronden in het noorden. Zeegaten braken door en uiteindelijk ontstond er omstreeks 1200 na Christus een verbinding van het Vlie en het Marsdiep naar de Almerelagune, waarbij het veen snel werd weggeslagen en de Zuiderzee ontstond. ``De tijdschaal waarop zo'n systeem als de Waddenzee leeft is niet zo groot, je praat over enkele honderden tot duizenden jaren'', zegt Stive. ``Het is dus niet zo vreemd dat het nu ook weer verandert.''

Vermoedelijk heeft de Waddenzee de zeespiegelrijzing de afgelopen duizend jaar wel kunnen bijbenen. ``De geulsystemen zijn grotendeels intact gebleven'', zegt Stive. ``En ook de waddeneilanden zijn in hun huidige vorm in stand gebleven, al wandelen sommige eilanden wel steeds verder naar het oosten door afslag enerzijds en aangroei anderzijds.'' Wèl is het systeem sterk door mensen beïnvloed. Vanaf de elfde eeuw zijn geulen afgesloten en kwelders bedijkt. Middeleeuwse monniken hebben veel landaanwinningen uitgevoerd. Grote ingrepen waren het afsluiten van de Zuiderzee (1932) en de Lauwerszee (1969).

Overigens is de Afsluitdijk volgens Stive ontzettend knap en zorgvuldig uitgekiend. ``Een Staatscommissie onder aanvoering van de Leidse fysicus Hendrik Lorentz, Nobelprijswinnaar natuurkunde, heeft precies berekend langs welk tracé men die dijk het beste kon neerleggen om het ecosysteem van de Waddenzee zo min mogelijk te beïnvloeden.'' Lorentz' theoretische berekeningen over de te verwachten bewegingen van het zeewater na de afsluiting van de Zuiderzee waren het resultaat van acht jaar pionierswerk. Hij maakte een model voor de zeestromingen in de Waddenzee en koos het tracé zo, dat er zo min mogelijk verandering zou komen in de zeestromingen in de zeegaten. Stive: ``Als men die dijk op een minder gelukkige plek had neergelegd waren Texel of Vlieland misschien wel verdwenen door een groter getij-amplitude. Of misschien was juist het hele waddengebied dichtgeslibd door een kleinere getij-amplitude. Ze hebben dat echt heel knap doorgerekend, hun berekeningen bleken in de praktijk opmerkelijk goed uit te pakken. In de moderne hydraulica wordt daar nog steeds met bewondering naar gekeken.''

Veel morfologisch onderzoek is uitgevoerd rondom de Eerste Kustnota (1990), waarin het rijksbeleid voor de kustverdediging werd uitgestippeld. Hiervoor moest de zandhuishouding langs de gehele kust in kaart worden gebracht. Stive: ``Je kunt wel besluiten dat je de huidige kustlijn wilt vasthouden, maar hoe moet dat dan? We ontdekten dat er grote onzekerheden waren en dat zich grote veranderingen afspeelden, vooral in de buurt van de zeegaten. Getijdenbekkens vertonen een enorme dynamiek. Waar een rechte kust per jaar misschien een meter aanzandt of afkalft, praat je bij een zeegat over tientallen meters per jaar.''

De vraag hoe de kust zal reageren op de zeespiegelrijzing is lastig te beantwoorden. Er is grote onzekerheid over het sedimentaanbod uit de kustzone en het importerend vermogen van de Waddenzee. Daarom is het moeilijk om de verdrinkingslimiet van de Waddenzee te voorspellen. De Delftse geomorfologen hebben met behulp van een reeks algemene fysische vergelijkingen een model gemaakt om de interacties te beschrijven. Het model, Asmita, is steeds verder verfijnd door toetsingen aan de Nederlandse en de Duitse Waddenzee en ook aan Amerikaanse getijdenbekkens.

De Delftse geomorfologen hebben een rekenmodel gemaakt, waarin allerlei elementen, zoals de hele voordelta, alle geulen en platen en alle zeegaten figureren. Stive: ``In Science en Nature zie je veel actuele discussies over de vraag hoe je zoiets moet modelleren. Je ziet daarin twee scholen en wij proberen van beide iets te gebruiken.'' De ene school houdt zich bezig met procesgeoriënteerd modelleren. Volgens deze onderzoekers kun je complexe systemen doorgronden door je kennis vanaf het kleinste niveau te gebruiken en dat vervolgens op te schalen. Zo kan men beginnen bij de waterbeweging zoals die varieert over het getij tussen een zeegat en een bekken. Vervolgens kun je dan met behulp van formules voor zandtransport de aanzanding en erosie voorspellen. ``Maar dan moet je die getijdenbewegingen wel heel nauwkeurig kunnen beschrijven en daarvoor moet je minstens elke vijf minuten de waterstand en de watersnelheid weten,'' zegt Stive. ``Met grote computers kun je dat over honderden of duizenden jaren doorrekenen. Maar kleine foutjes in je bruto bedragen kunnen daarbij flink accumuleren, vanwege de sterke niet-lineaire fysica in het systeem. Datzelfde probleem speelt zowel bij klimaatsmodellen als bij morfologische voorspellingsmodellering.''

De andere school houdt zich bezig met hiërarchisch modelleren of gedragsgeorïenteerd modelleren. De onderzoeker kijkt daarbij meteen naar het gehele systeem en legt daaraan voorwaarden op om te voorkomen dat het model uit de pas gaat lopen. Hiervoor zijn historische gegevens nodig over het systeem zelf.

Het Delftse model is gevalideerd aan de hand van de marien-geologische reconstructie van het verdrinken van de Almere-lagune. Hieruit blijkt dat het wad is verdronken bij een zeespiegelrijzing van enkele meters per eeuw en weer boven water kwam bij een zeespiegelstijging van 80 cm per eeuw. Het huidige model voorspelt een `verdrinkingslimiet' van 85 cm. Als deze kritische grens wordt overschreden zal de Waddenzee veranderen in één grote diepe zeegeul zonder slikken of platen. Dat blijkt uit modelberekeningen voor diverse gebieden die in evenwicht zijn met de huidige zeespiegelstijging, zoals het Eierlandse Gat (tussen Texel en Vlieland) en het Amelander Zeegat (tussen Terschelling en Ameland). Berekend is dat de kans op het verdwijnen van de ondiepten achter het Amelander Zeegat 30 procent is als de zeespiegel 60 centimeter per eeuw stijgt (het realistische scenario) en 60 procent bedraagt als de zeespiegel 85 centimeter stijgt (het extreme scenario). Het gaat om een conservatieve schatting. De platen en slikken van het Eierlandse Gat hebben in het realistische scenario een kans van 10 procent om te verdwijnen en in het extreme scenario een kans van 20 procent. Dit is een kleiner gebied met minder sedimenthonger dan het veel grotere Amelandergat. Naarmate de zeespiegel stijgt worden die zeegaten tussen de Waddeneilanden steeds dieper uitgeschuurd.

grof geweld

Stive: ``Om nauwkeuriger te kunnen modelleren is het cruciaal om ons model nu verder te verfijnen en meer onderscheid te maken tussen allerlei gradaties van grof zand tot fijn sedimentmateriaal. Bovendien willen we graag meer onderzoek doen naar mogelijkheden om dit proces bij te sturen. In de Lagune van Venetië, een fameus waddenachtig natuurgebied, zie je dat ze daarvoor grof geweld gebruiken. Ze dijken de platen in die lagunes eenvoudig in, maar dan krijg je een heel raar, krampachtig door mensenhand gestuurd ecosysteem. In de Waddenzee zijn wij daar nog niet aan toe. Wèl kun je je afvragen of je de Waddenzee aan meer zand zou moeten helpen. Maar dat is niet eenvoudig te realiseren. Wij willen daarvoor graag pilotprojecten uitvoeren. Zelfs als men massa's zand beschikbaar had, is in een getijdebekken niet zomaar een gecontroleerde zand- en slibsuppletie uitvoerbaar. Hoeveel sediment, waar en in wat voor zand-slib verhouding zou je dan moeten toevoegen?''

Wat vindt Stive van het huidige Waddenbeleid? Stive: ``Je kunt nooit een excuus zoeken in natuurlijke dynamiek om menselijke ingrepen waarvan je vermoedt dat ze schadelijk zijn dan maar toe te staan. Sommige mensen zeggen nu bijvoorbeeld: Als die Waddenzee toch al zo verandert door de zeespiegelrijzing, laten we dan maar naar gas gaan boren, dat maakt dan ook niks meer uit. Dat minister Veerman zich nu op de natuurlijke dynamiek beroept om de kokkelvissers hun gang te laten gaan vind ik een heel flauwe redenering. Wetenschappelijke kennis wordt hier terzijde geschoven omwille van politieke belangen. Je zou zoveel mogelijk objectieve wetenschappelijke informatie op tafel moeten leggen en die door onafhankelijke internationale experts laten toetsen. Daarna kun je een heldere, goed gemotiveerde politieke keuze maken waarin je uitlegt waarom je eventueel de zienswijze van de experts naast je neerlegt. Maar die twee dingen moet je niet door elkaar halen.''