Michèlle van der Does: „Dat woestijnstof kan zo over enorme afstanden voor ziektes zorgen.”

Foto Lars van den Brink

‘Zelfs zwaar zand waait de oceaan over’

Michèlle van der Does Onderzoeker Saharazand op zee Enorm veel Saharazand waait naar de Atlantische Oceaan. De meeste korrels zijn klein, maar er zitten ook onverwachts grote tussen.

Drie zwaluwen zou ze al op haar huid kunnen hebben. Geheel volgens de zeevaarttraditie, die voorschrijft dat een zeeman of -vrouw een zwaluwtatoeage mag laten zetten na 5.000 nautische mijlen. En Michèlle van der Does (28) heeft er al rúím 15.000 zeemijl opzitten – omgerekend bijna 30.000 kilometer. Vier keer de Atlantische Oceaan over, samen met collega’s van het Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee (NIOZ). Van de Canarische eilanden naar het Caribisch gebied. „Maar ik ben niet echt het type voor tattoos”, zegt Van der Does in een café vlak bij de Amsterdamse Zeedijk. Op tafel ligt haar proefschrift, waarop ze in december promoveerde: Saharan Dust from a Marine Perspective. Woestijnzand op volle zee: het klinkt tegenstrijdig, maar in werkelijkheid belandt er elk jaar meer dan honderd miljoen ton zand in de Atlantische Oceaan. En dat heeft verregaande invloed op het onderwaterleven én het klimaat.

Stel je een warme, droge dag in de Sahara voor. De wind waait uit het oosten, en doet het zand opwaaien: de korrels botsen tegen elkaar, rollen door, maken kleine sprongetjes. „Salteren heet dat”, zegt Van der Does. „En als zo’n korrel eenmaal in de lucht is, dan is de kans groot dat een windvlaag hem nóg hoger voert, tot aan de Afrikaanse westkust. Daar botst de warme woestijnlucht op de koudere oceaanlucht.” Daardoor krijgen de korrels een zwieper naar boven, hoger en hoger de atmosfeer in. Tot aan de Saharan Air Layer, die zich tussen de 5 en 7 kilometer hoogte bevindt. Vanaf daar begint het woestijnzand aan de oversteek van de Atlantische Oceaan. Een tocht van soms wel 4.400 kilometer lang, met snelheden tot 90 kilometer per uur.

Van der Does analyseerde tijdens haar promotie de korrelgrootte van het woestijnzand. Een deel van die korrels kwam uit sedimentvallen diep in de oceaan, een deel werd boven het wateroppervlak bemonsterd – met speciale 'stofzuigers' op het dek van het onderzoeksschip, en met boeien die op de golven dreven. Een boei kreeg zelfs de naam ‘Michèlle’.

„We vonden voornamelijk klein spul. Korrels van een paar micrometer groot – eerder stof dan zand. Maar opvallend is dat we ook reusachtige korrels terugvinden, helemaal tot aan Barbados. Heldere kwartskorrels van een halve millimeter groot, vergelijkbaar met wat je op het strand vindt. Dat kán eigenlijk helemaal niet, die zijn zo zwaar dat ze hooguit een paar honderd meter in de lucht zouden moeten blijven.”

En toch halen ze de overkant, tot aan de Cariben toe. Hoe kan dat?

„Een oude theorie was dat de korrels meedreven op de golven. Dat blijkt niet zo te zijn, want we hebben de grote deeltjes ook teruggevonden in apparatuur die alleen het stof in de lucht detecteert. Wij hebben vier mogelijke mechanismen beschreven, die afzonderlijk niet sterk genoeg zijn, maar samen een verklaring kunnen geven. Allereerst heb je het tijdstip in het jaar: in de zomer komen de korrels hoger in de lucht terecht dan in de winter, wanneer ze tot ‘maar’ twee of drie kilometer hoogte komen. Als je van een hoogte van vijf kilometer valt, ben je langer onderweg dan als je van drie kilometer hoogte valt, en kun je dus door luchtstromingen ook verder westwaarts worden geblazen. Daarnaast heb je turbulentie in de lucht. Die kán korrels een extra duwtje omhoog geven, maar ook juist zorgen voor een extra snelle val naar beneden – het effect daarvan kan dus de andere mechanismen versterken of afzwakken. Convectiecellen spelen ook een rol: die zorgen voor verticale luchtstromingen door warme, opstijgende lucht, bijvoorbeeld bij een onweerswolk. Kom je als stofdeeltje tijdens je oceaanoversteek drie, vier keer zo'n Cumulonimbus-wolk tegen, dan beland je zo op 12 kilometer hoogte. En tot slot worden de stofdeeltjes elektrisch geladen. Ze worden statisch.”

Als een ballon die je opwrijft langs een wollen trui?

„Zoiets ja. Al die deeltjes botsen tegen elkaar aan, er is heel veel stof in zo’n wolk en als die deeltjes statisch geladen zijn worden ze lichter en komen ze ook weer hoger in de lucht terecht.

„Maar alsnog zijn die grote stofkorrels de uitzondering; ik heb ze niet heel nauwkeurig geteld, en ik kan het absoluut niet onderbouwen, maar ik schat dat je er ongeveer één per miljard tegenkomt die groter is dan 75 micrometer. Verder is het voornamelijk fijn stof. Daarom hebben mensen op bijvoorbeeld de Kaapverdische eilanden maar ook in het Caribisch gebied vaak last van hun luchtwegen. Dat woestijnstof kan zo over enorme afstanden voor ziektes zorgen. Astma en verwante aandoeningen, maar ook bijvoorbeeld microbiële infecties. Ziekteverwekkers kunnen met de korrels meereizen over duizenden kilometers. In de jaren tachtig was er in Groot-Brittannië bijvoorbeeld een uitbraak van mond- en klauwzeer – het virus was ook met het Saharastof komen aanwaaien.”

Stof en zand waaien vanuit de Sahara over de Canarische Eilanden in januari 2002. Het was toen een van de zwaarste stofstormen die daar ooit waren waargenomen. Foto Jacques Descloitres, MODIS Land Rapid Response Team, NASA GSFC

Toch kijken jullie juist naar het stof in de oceaan. Niet naar dat op land.

„Ja, want ook in het water kan woestijnstof veel invloed hebben. Die zandkorrels bevatten veel ijzer, silica en fosfaat, en zijn daardoor een voedingsbron voor de in zee levende algen. En dat is in theorie gunstig, want algen nemen CO2 uit de atmosfeer op. Als die algen doodgaan en naar de bodem zinken, dan kan dat CO2 niet snel meer vrijkomen, en zo kunnen ze bijdragen aan het remmen van de opwarming. Grote, relatief zware korrels hebben bovendien als voordeel dat ze als ballast dienen voor de algen: ze zorgen er door hun gewicht voor dat de algen sneller naar de bodem zakken, voordat ze doodgaan aan het oppervlak. Want als dat gebeurt, dan komt de CO2 direct weer in de atmosfeer terecht.”

Die korrels zijn een soort kunstmest dus…

„Precies. Pokon voor de algen. Al zijn die voedingsstoffen uit het stof niet zonder meer beschikbaar voor de algen. Dat gebeurt al hoog in de lucht. Mijn collega Laura Korte heeft onderzocht hoe dat in z’n werk gaat. In de wolken ontstaat er een laagje condens om elke korrel, van heel zuur water – nog zuurder dan citroensap, met een pH-waarde van 1. Zo lossen de voedingsstoffen op, en tegen de tijd dat de korrels uitregenen en in het water terechtkomen kunnen de algen zich eraan tegoed doen.”

Toch vinden we in Nederland soms ook Saharastof op onze ruiten.

„Ja, naar schatting belandt zo’n 12 procent van het stof uit de Sahara in het noorden, maar precieze aantallen zijn moeilijk te noemen. Het hangt ook af van de hoeveelheid dust events. Stofstormen. Maar verreweg het grootste deel waait naar het westen, in of over de Atlantische Oceaan. Naar het oosten gaat nauwelijks wat, en naar het zuiden al helemaal niet, vanwege de passaatwinden rond de evenaar. Door de draaiing van de aarde steekt het stof die grens eigenlijk niet over, net zomin als stof van het zuidelijk halfrond op het noordelijk halfrond belandt. In Nederland hebben we er niet zoveel last van, maar de fijnstofconcentraties op Sicilië of Kreta bijvoorbeeld zijn vaak flink hoog.”

    • Gemma Venhuizen