20 september 2019

Utrecht opvallend sterk vertegenwoordigd in wereldwijde oceaanexpedities

Internationale samenwerking op zijn best

Het zijn de meest prestigieuze boorexpedities op de oceaan: die van de International Ocean Discovery Program, ofwel de IODP. In de afgelopen twee jaar stapten drie aardwetenschappers van de Universiteit Utrecht aan boord van onderzoeksschip de JOIDES Resolution. Een opvallend sterke vertegenwoordiging, helemaal omdat ze alle drie in dezelfde onderzoeksgroep zitten. Francesca Sangiorgi, Frida Hoem en Margot Cramwinckel vertellen over hun ervaringen.

IODP Hoem Cramwinckel Sangiorgi
Van links naar rechts: Frida Hoem, Margot Cramwinckel, Francesca Sangiorgi

De geschiedenis van de aarde ligt als een boek verborgen in de zeebodem. De bladzijden van het boek zijn de verschillende sedimentlagen, en door diep in de bodem te boren kan dat boek bladzijde voor bladzijde gelezen worden. Het IODP is een internationaal samenwerkingsprogramma op het gebied van zeeonderzoek om de geschiedenis, het klimaat, de diepe biosfeer en de dynamiek van de aarde te onderzoeken.

Met behulp van twee reusachtige boorschepen en andere onderzoekplatforms nemen onderzoekers van over de hele wereld boorkernen tot wel honderden meters lang van de zeebodem. Die boorkoppen kunnen zo lang gemaakt worden dat er op 5 kilometer onder water nog een kilometer diep de zeebodem in geboord kan worden. Ter vergelijking: dat zijn in totaal twintig Eiffeltorens op elkaar gestapeld. Een van de twee boorschepen is de JOIDES Resolution: een 146 meter lang gevaarte met in het midden een gat waardoor een boor vanuit een 60 meter hoge derrick naar beneden kan. Hoem, Sangiorgi en Cramwinckel, van de onderzoeksgroep Marine Palynology and Paleoceanography aan de Universiteit Utrecht, voeren elk afzonderlijk twee maanden met het schip mee.

Dronebeelden van de JOIDES Resolution. Video: Adam Kurtz.

Een gezamenlijk doel

“Je kunt de JOIDES Resolution het beste vergelijken met het International Space Station”, vertelt Frida Hoem. De Noorse aardwetenschapper haalde haar master in Bergen en kwam twee jaar geleden naar Nederland voor een promotieplek. Ze onderzoekt de wisselwerking tussen oceaan, ijs en klimaat op Antarctica. Dit voorjaar nog zat ze ruim twee maanden op de Zuidelijke Oceaan, tussen het zuidelijkste puntje van Chili en Antarctica in. “Onderzoekers van over de hele wereld komen samen op het schip. Ieder met een andere wetenschappelijke achtergrond, maar allen met een gezamenlijk doel.” Hoem voer mee met Expeditie 382, oftewel Expedition Iceberg Alley. Enerzijds om de dynamica van de Antarctische ijskappen te bepalen tijdens de laatste vijftien miljoen jaar. Anderzijds om de oceanografische veranderingen in de Zuidelijk Oceaan verbonden aan klimaatverandering te reconstrueren in die periode.

Foto: Frida Hoem

Het uitgelezen moment

“Het was een ware mix van emoties toen ik hoorde dat ik mee kon met de IODP Expeditie”, bekent Francesca Sangiorgi. “Ik word namelijk heel erg gauw zeeziek, en ik heb twee kinderen die ik twee maanden niet kon zien. Maar ik vond het zo gaaf!” Sangiorgi is een van de promotiebegeleiders van Hoem, en voer in het begin van 2018 naar de Rosszee, nabij het Antarctische continent, ver ten zuiden van Australië en Nieuw-Zeeland.

Natuurlijk hield de zeeziekte Sangiorgi niet tegen, want het was voor haar het uitgelezen moment om op precies die plek boringen te doen. “Ik ben marien palynoloog, dat wil zeggen dat ik fossiele overblijfselen van mariene micro-organismen in de sedimenten analyseer om reconstructies te maken van het klimaat dat miljoenen jaren geleden heerste. Ik doe al tien jaar onderzoek naar de reconstructie van het Antarctisch klimaat, en de oceanografie van de Zuidelijk Oceaan tijdens de warmste perioden van de laatste 20 miljoen jaren. Toen was het klimaat heel vergelijkbaar met nu en met wat voorspeld wordt voor het eind van deze eeuw. We willen een beter beeld krijgen van de toekomst van de Antarctische ijskappen, want als die smelten stijgt de zeespiegel met 55 meter.”

“Ik werkte al aan andere internationale projecten, zoals ANDRILL en IODP Expeditie 318”, vervolgt Sangiorgi. “Deze projecten waren meer gericht op het begrijpen van de dynamica van de grootste Oost Antarctische ijskap. Expeditie 374, met als titel Expedition Ross Sea Western Antarctic Ice Sheet History, was gericht op de kleinste West-Antarctische ijskap, die ‘slechts’ zeven meter aan zeespiegel zou bijdragen. Deze ijskap is gevoeliger voor een warme oceaan en smelt nu al, en snel. Ik had voor mijn onderzoek monsters nodig uit die locatie in de Rosszee. De IODP-expeditie had op zijn beurt mijn expertise nodig.”

Tegenslagen

Margot Cramwinckel, eveneens palynoloog, neemt het woord over: “Tijdens zo’n expeditie gaat natuurlijk nooit alles goed, en moet je flexibel zijn.” Ze was de eerste van de drie die mee mocht varen. Cramwinckel promoveerde dit voorjaar op haar reconstructies van het klimaat 40 miljoen jaar geleden. Dat was een periode waarin de aarde opwarmde, net als nu maar dan vele malen trager. Gegevens uit die tijd kunnen we gebruiken om de opwarming van nu beter te begrijpen. Cramwinckel voer twee jaar geleden mee over de Tasmanzee (tussen Australië en Nieuw-Zeeland) met Expeditie 371, de Tasman Frontier Expedition. Ze wilde fossiel plankton opboren uit de zeebodem. En daarbij zat het soms niet mee. “Elke keer als we in de buurt kwamen van sedimentlagen van rond de 40 miljoen jaar oud ging er wel iets mis”, vertelt ze. “Er zaten geen fossielen in, of deze specifieke sedimentlagen ontbraken. Dus tijdens de expeditie heb ik me vooral ingezet voor het bredere verhaal.”

Lichtmicroscopische opname van een dinocyst, een fossiel overblijfsel van mariene micro-organismen. Beeld: Margot Cramwinckel

Een nieuw puzzelstukje

Maar die bredere inzet werd beloond. Het gebied waar Cramwinckel voer wordt ook wel het verloren continent Zeelandië genoemd. Dit is stuk continentale korst dat grotendeels meer dan een kilometer onder de Tasmanzee verzonken ligt, en waarvan alleen Nieuw-Zeeland en Nieuw-Caledonië zich boven zeeniveau bevinden. “We vonden diep in onze boorkernen fossiele pollen en sporen, en ook kustnabij plankton terug”, vertelt Cramwinckel. “Materiaal afkomstig van land en uit ondiepe zeeën dus. Dat geeft aan dat Zeelandië in die periode een stuk hoger lag dan nu. De vermoedens waren er al, maar wij hebben een nieuw puzzelstukje gevonden. Dat was voor mij, en iedereen aan boord, een flinke highlight.”

 

Respect

Voor Hoem was de beste herinnering de hoeveelheid kennis die aanwezig was op het schip, en hoe respectvol iedereen met elkaar omging. “Als er een boorkern naar boven werd gehaald werd dat omgeroepen over het hele schip, en snelde iedereen naar buiten om te gaan helpen”, vertelt ze. “We hielpen elkaar in de analyses als we zelf even wat minder te doen hadden. En elke twee weken kwamen we allemaal bij elkaar om te delen wat we hadden gevonden. Ik werd gezien als expert op mijn terrein, ook door de gevestigde orde. Er was weinig hiërarchie op het schip.”

Een geoliede machine

Sangiorgi is van nature al erg nieuwsgierig, en tijdens de expeditie werd die nieuwsgierigheid extra geprikkeld. “Ik vond het heel bijzonder dat wij de eersten ter wereld waren die zagen wat er uit dat specifieke stuk zeebodem kwam. Niemand anders had dat ooit gezien. Als een boorkern dan eenmaal aan boord was kwamen binnen no time kwamen de eerste onderzoeksresultaten al. Het schip heeft het meest geavanceerde lab dat men kan bedenken voor een schip. En met 130 man op het schip waarvan maar dertig wetenschappers is het echt een geoliede machine. Op het moment dat het schip weer aan land kwam was het onderzoeksrapport met de allereerste resultaten al geschreven. Het is internationale samenwerking op zijn best.”

Hoeveel wetenschappers van één land mee op expeditie mogen hangt af van de financiële bijdrage van het betreffende land. De IODP-expedities worden voornamelijk gefinancierd door de Verenigde Staten en Japan. Veertien Europese landen en Canada doen ook mee via het ECORD consortium. De financiële omvang van dit consortium is een stuk kleiner dan die van de VS en Japan: minder dan een kwart van het totale bedrag. Per expeditie kunnen er zo’n dertig wetenschappers mee. Dat is dus een handjevol Europeanen per keer. Nederland draagt een drie procent bij aan het Europese budget via de Nederlandse organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO), wat op papier neerkomt op zeven wetenschappers in de afgelopen vijf jaar. In de praktijk waren dit er negen. Extra bijzonder dus dat in de laatste twee jaar drie Utrechtse aardwetenschappers aan boord waren van de JOIDES Resolution.