Stofzuigen op zee

Meer plankton in het zeewater maakt het klimaat koeler. Zou je met Saharastof de Atlantische Oceaan kunnen bemesten? Dat is de grote vraag aan boord van de RRS James Cook.

Gemma Venhuizen

Foto’s Catarina Guerreiro

2 april 2016

Opeens zit de krab op het dek. Waar hij vandaan komt weet niemand; waar hij naar toe moet evenmin. Hem hier, midden op de Atlantische Oceaan, overboord zetten zou een zekere dood betekenen: met 5 kilometer water onder zich en niets om zich aan vast te klampen zijn zelfs krabben niet zeewaardig.

Elke krab heeft een substraat nodig – een stukje vaste grond, een drijvend mini-eiland. Een stuk wrakhout kan dienst doen, zelfs een pluk wier. Of het dek van onderzoeksschip RRS James Cook, zoals nu.

Twee weken zijn we onderweg, twee weken nog te gaan: halverwege tussen het Caribische eiland Antigua en het Canarische eiland Tenerife. Aan boord zijn vijfentwintig geologen en biologen uit Nederland, Duitsland, Portugal en Spanje – net zoveel als er bemanningsleden zijn. Deze wetenschappers zijn ogenschijnlijk net zo min op hun plaats als de krab. Zo’n 1.500 zeemijl (ongeveer 2.800 kilometer) verwijderd van de dichtstbijzijnde kust zijn we op zoek naar ... woestijnstof.

„We hebben een dust event”, roept expeditieleider Jan-Berend Stuut – in het wetenschappelijk Esperanto aan boord is het Nederlands doorspekt met Engelse termen. Ik volg Stuut naar boven. Op het voordek, boven de stuurhut, staan twee stofzuigers. Geen doorsnee exemplaren om grijze plukken onder de bank vandaan te verwijderen. Miele en Nilfisk (vernoemd naar twee stofzuigermerken) ogen eerder als blauwe brievenbussen. Maar ze filteren wel degelijk stof uit de lucht.

Geoloog Stuut is, net als het merendeel van de opvarenden, verbonden aan het Texelse NIOZ, het Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee. Den Hoorn is zijn thuishaven, maar sinds 2012 verruilt hij het droogvallende wad jaarlijks enkele weken voor de weidsheid van de oceaan. In dat jaar begon Stuut met een project om te onderzoeken in hoeverre je met Saharastof de Atlantische Oceaan zou kunnen bemesten. Dat klinkt onwaarschijnlijk, maar jaarlijks waait er vanuit de Sahara zo’n 182 miljoen ton klei, silt en zand westwaarts, richting Zuid-Amerika en het Caribisch gebied. Al die deeltjes, met een korrelgrootte van maximaal 2 millimeter, vallen onder de verzamelterm ‘mineraal stof’. Saharastof bevat ook minuscule fragmenten organisch materiaal – rijk aan ijzer en fosfor.

In de Amazone zijn ze blij met dat nutriëntrijke fijnstof (het regenwoud groeit er extra goed door), op de Caraïben wat minder: daar hebben de bewoners net zo veel astmatische klachten als de inwoners van grote wereldsteden. Alleen de fijnste fractie waait zover westwaarts; het merendeel van die ruim 180 miljoen ton bezinkt in de Atlantische Oceaan. „Waar is nu die beloofde stofstorm?” vraag ik. „Het is alleen maar een beetje heiig...” Stuut opent stofzuiger Nilfisk. „Dit is geen mist maar stof. Kijk maar naar de filter: knetteroranje.”

Volop stof dus, hier op open zee. Maar daarmee de oceaan bemesten? Dat klinkt als een absurd plan. We verbouwen geen gewassen op volle zee, dus waarom heeft water mest nodig? Stuut: „Het woestijnstof bevat mineralen met daarin ook metalen zoals ijzer die als voedsel voor plantaardig plankton, fytoplankton, kunnen dienen. Denk bijvoorbeeld aan eencellige algen; die doen aan fotosynthese en gebruiken daarbij het broeikasgas CO2. We weten dat een toename van opgelost ijzer in de oceaan zorgt voor extra fytoplankton.” Die eencellige algen kunnen CO2 opnemen. Op die manier zou meer plankton dus kunnen zorgen voor een koeler klimaat.

Of de ijzerdeeltjes in het woestijnstof even stimulerend zijn voor algenbloei als ijzer in opgeloste vorm, is nog onbekend. Daarom doet NIOZ-promovenda Laura Korte incubatie-experimenten op het schip. Aan doorzichtige zesliterflessen met oceaanwater voegt ze stof toe, om te bestuderen wat er vervolgens gebeurt met de planktonconcentraties. Dat stof is eerder verzameld in de Sahara, zodat de mineralogische samenstelling en de grootte van de deeltjes bekend is. Het stof wordt deels in droge vorm aan de flessen toegevoegd, en deels in natte toestand, opgelost in nepregenwater. Zo analyseren Korte en haar collega’s of de nutriënten uit Saharastof beter oplossen (en dus beter beschikbaar zijn voor het fytoplankton) als ze tijdens een regenbui in de oceaan belanden in plaats van tijdens een droge zandstorm.

Naast die kunstmatige mini-oceanen monsteren de NIOZ-wetenschappers ook Saharastof en plankton uit de echte oceaan. Dat doen ze onder andere met behulp van sedimentvallen: metersgrote, witte plastic ‘trechters’ die aan een staalkabel 1200 en 3500 meter diepte in de oceaan liggen verankerd, op verschillende plekken langs onze route. De sedimentvallen zijn voorzien van een ingenieus carrouselsysteem, waaraan 24 buisjes zijn bevestigd. Om beurten verzamelen de buisjes al het neerdwarrelende sediment, elk zestien dagen lang. Met zestien maal 24 dagen kom je op iets meer dan een jaar uit.

Dat sediment is een verzameling van stof en organisch materiaal, ook wel mariene sneeuw genoemd. Terug op het NIOZ wordt de precieze samenstelling van het sediment geanalyseerd. Zo kan achterhaald worden of er in stofrijke periodes ook extra veel plankton bezinkt.

Naast het stimuleren van de algengroei kan stof ook belangrijk zijn als ballast. Zodra plankton sterft, zinkt het naar de diepzee. Als dat traag genoeg gaat, dan ontbinden de planktonlijkjes tijdens het zinken en komt het CO2 weer vrij in de oceaan. Maar wanneer er veel stof in het water zit, klonteren stof en plankton samen tot mariene sneeuw dat naar de zeebodem zinkt. Zo komen de intacte microlijkjes op de zeebodem terecht, en worden daar begraven door ander neerdwarrelend sediment. Op die manier verdwijnt het broeikasgas uit de kringloop.

5 april 2016

„We staan op het punt om Laura overboord te zetten!” zegt technicus Yvo Witte tijdens de lunch. Laura is de naam van de metershoge knalgele boei op het achterdek van de James Cook. Laura heeft een jaar op de Atlantische Oceaan rondgedobberd en stof gevangen. Laura is voorzien van stoffilters – en die 24 stoffilters zijn, net als de buisjes van de sedimentvallen, verwerkt in een carrousel. Elke zestien dagen wordt een nieuw filter in werking gesteld, zodat de stofmonsterperiode synchroon loopt met de mariene-sneeuwmonsters uit de onderwatervallen. We hebben Laura aan boord gehaald om de oude filters te vervangen en nu laten we haar op een nieuwe locatie te water, om wederom een jaar lang stof op te zuigen.

Onze verstekelingkrab gaat met boei en al te water. Hoe hij hier verzeild is geraakt is nog steeds een raadsel. Misschien was hij het beoogde hapje van een overvliegende vogel, wiens ogen groter waren dan de snavel. Misschien kwam hij tegelijkertijd met Laura aan boord, en heeft hij het gele kunststof het afgelopen jaar als substraat gebruikt. Net als honderden eendenmosselen, die we een paar dagen geleden bij het binnenhalen van de boei los hebben gebikt.

Emeritus-hoogleraar paleontologie Bert Boekschoten kijkt verlekkerd naar de stuiptrekkende dieren. Hier op het droge gaan ze een wisse dood tegemoet ; zachtjes bewegen ze hun vangarmen nog op en neer, als in een macabere dodendans. Zielig? „Welnee!” roept Bert. „Het zijn moordmachines! Ze eten al het microscopische zeeleven dat voorbij komt op.” Die avond eten wij op onze beurt de moordmachines. Of althans: ik kijk toe hoe bootgenoten de glibberboel met smaak naar binnen werken. Ondertussen praat ik met microbioloog Corina Brussaard over andere moordmachines: de virussen in het oceaanwater. „In een glas oceaanwater zitten zo’n 200 miljoen virussen”, vertelt ze.

„En tegelijkertijd krioelt het in de oceanen van het plankton. Dat microscopische leven eet en wordt gegeten, maar gaat ook dood door virusinfecties, en daar doe ik onderzoek naar. Stel nou dat er verhoogde productie is van het fytoplankton, door het ijzerrijke stof, is er dan sprake van netto groei? Of wordt de verliespost – onder andere door virusinfecties – ook groter?” Die verliespost zou groter kunnen worden doordat de ontmoetingskans tussen virus en fytoplankton toeneemt bij zo’n verhoogde productie. Ook komen er vermoedelijk meer virussen naarmate het aantal beschikbare ‘gastheren’ toeneemt.

Brussaard voegt toe: „Het merendeel van die onderwatervirussen is onschadelijk voor de mens, dus je kunt in principe veilig zwemmen.”

Ik denk aan de getatoeëerde voetzolen die een bemanningslid me vanochtend toonde. Twee zwarte kruizen, op elke voetzool een: talismannen van inkt, die volgens hem zouden voorkomen dat hij, als hij overboord sloeg, door de haaien zou worden verslonden. ‘Veilig’ is een rekbaar begrip.

8 april 2016

Alweer een verstekeling aan boord: een stormvogel. Vannacht kwam hij aangevlogen, versuft door het felle scheepslicht. Ineengedoken zit hij op het dek. Wil hij vis? In de kombuis staat alleen tonijnsalade met mayonaise, maar weekdierkundige Jaap de Boer weet raad: op het achterdek ligt een verse vliegende vis, die in zijn overmoed te hoog vloog. Onze logé toont geen interesse. „Wachten tot het eerste ochtendlicht en hem overboord zetten”, zegt marien geoloog Geert-Jan Brummer. Als deskundige op het gebied van foraminiferen (eencellige diertjes met een kalkskelet) heeft Brummer al heel wat vaartochten meegemaakt, en zodoende al heel wat meeliftende vogels gezien. Nu is hij aan boord om de planktonsamenstelling op verschillende dieptes te bekijken: materiaal van 1.200 en 3.000 meter diep, uit de sedimentvallen, maar ook van 200 meter diep (verzameld met een overmaats schepnet) en van de oppervlakte.

Bij het eerste ochtendgloren tref ik De Boer op het achterdek, om de stormvogel zijn vrijheid terug te geven. We hebben hem in een kartonnen doos op het achterdek gezet, de bovenkant open. Maar de doos is nergens te bekennen. Dan zie ik bootsman Billy ermee naar de afvalverbrandingsinstallatie lopen. „Ho! Stop!” roep ik. „Oh”, zegt Billy, „dat beest zat zo stil… Ik dacht dat-ie dood was.”

Gelukkig blijkt de stormvogel springlevend, en algauw zien we hem verdwijnen als een stipje aan de horizon. Die middag krijgen we weer visite: op het voordek landen zeven koereigers. Na een paar uur pauzeren vertrekken ze. Als aandenken laten ze enkele witte vlekken achter. „Shit birds”, mompelt een bemanningslid.

De enige vogel die bij zeelieden geliefd lijkt, is de zwaluw: die mogen ze op hun lijf tatoeëren als ze 5.000 zeemijl hebben afgelegd.

15 april 2016

„Land in zicht!” Altijd als ik die woorden las, in een stripboek of avonturenroman, had ik er romantische visioenen bij. Land, iets heerlijkers kon er toch niet zijn na weken op zee? Maar nu ik de kapitein hoor brullen is mijn eerste neiging: naar binnen rennen en me in mijn hut verstoppen. Toegegeven, bijna elke nacht droom ik over vers fruit (de laatste appel is een week geleden verorberd) en ik vertoon beroepsdeformatie (de sproeten op Stuuts arm zag ik aan voor een tatoeage van stofkorrels). Het vasteland is ons natuurlijke substraat. Maar tegelijkertijd ben ik van dit parallelle universum gaan houden.

De kapitein staat niet eens in het kraaiennest als hij het land ontwaart, maar gewoon op het achterdek. Een alcoholvrij biertje in zijn ene hand, een sigaret in de andere. Hij heeft ‘barbecuewacht’: erop toezien dat het schip geen vlam vat nu de kolen smeulen voor onze afscheidsbarbecue.

Stuut komt naast me staan, turend naar het eilandsilhouet aan de horizon. Het was een goede oversteek: de sedimentvallen zaten vol, de stoffilters ook. Al dat materiaal wordt de komende maanden op het NIOZ geanalyseerd. In 2017 moeten de resultaten van vijf jaar onderzoek bekend zijn. En dan? Gaat Stuut eigenhandig de oceaan ‘bemesten’ als woestijnstof inderdaad CO2-remmend blijkt? „Zo ver zijn we nog lang niet. Eerst moeten we weten wat de gevolgen zijn voor het gehele ecosysteem. Wie weet, ooit, in de verre toekomst…” Geologen spreken niet in jaren. Eerder in decennia, millennia of miljoenen jaren. Toch zijn ook nu al interessante conclusies te trekken. Dat het woestijnstof in de filters veel grover blijkt dan aanvankelijk werd gedacht, bijvoorbeeld. Dat is belangrijk. Stuut: „Het nettoresultaat van al dat stof wordt berekend met klimaatmodellen. Maar als je daarin de verkeerde korrelgrootte invoert, dan krijg je ook de verkeerde uitkomsten.’

De steward, Pete, komt bij ons staan. Of we morgen, voor vertrek, onze hut netjes willen achterlaten. Bedden opmaken, wc schrobben… Hij lacht. „En vooral niet vergeten te stofzuigen.”

Wekenlang op zee met wetenschappers om stof uit de Sahara te zoeken – voor een koeler klimaat.