28 juni 2023 – Drie gedaan, twee te gaan! Alsof de Van Veen grijper, de box corer en de GEMAX corer het DEHEAT-team nog niet genoeg sedimentstalen opleveren om de bodem van Hvalfjördur en de biogeochemische processen die er plaatsvinden beter te leren begrijpen, sturen de wetenschappers nog twee extra soorten apparaten naar de bodem om nog meer sediment te verzamelen.
De eerste is de ‘long gravity corer’ (de ‘lange zwaartekrachtboor’), die in wezen bestaat uit een smalle boor van 3 m waarin een monsterbuis is aangebracht – of twee van zulke boren en buizen samen, in totaal 6 m – en een enorm gewicht om de boor in de zeebodem te drijven (vandaar ‘zwaartekrachtboor’). Op deze manier worden veel diepere sedimentlagen aangesneden dan met de andere technieken, waarbij dieper ouder betekent. De lange kernen maken het mogelijk om de sedimentologische geschiedenis van de zeebodem te reconstrueren en een heleboel geheimen uit het verleden te ontrafelen. In het geval van DEHEAT en de biogeochemici aan boord wordt dit uiteraard gedaan met aandacht voor hoe silicaatverwering hier in de loop van de tijd is geëvolueerd en hoe historische veranderingen kunnen worden gekoppeld aan klimaatrelevante processen.
Christian März, professor algemene geologie aan de universiteit van Bonn, Duitsland, is vooral geïnteresseerd in het diepere deel van de sedimenten en is daarom afhankelijk van de lange boorkernen. Door deze te bestuderen kan hij bepalen hoe de samenstelling van het sediment in de loop der tijd veranderde en hoe deze veranderingen de cyclus van essentiële elementen zoals koolstof, metalen en nutriënten in de zeebodem beïnvloedden. Door omgevingen uit het verleden te bestuderen op basis van de sedimentaire gegevens, kunnen ook signalen van klimaatverandering worden afgeleid.
“Het is ook spannend om dieper in te gaan op het onderwerp van silicaatverwering, een nieuw en heel hip onderwerp vanwege de noodzaak om de opwarming van de aarde te stoppen en te keren. Door deze link kregen mijn collega Katrin Wagner en ik de kans om mee te gaan op de expeditie met RV Belgica in IJsland als samenwerkingspartners van het DEHEAT-project. In die hoedanigheid brengen we onze expertise in ten voordele van ons onderzoek en dat van DEHEAT”, legt Christian uit.
Het uitzetten en ophalen van de long gravity corer is echter allesbehalve eenvoudig. En eenmaal in het water blijkt de eigenlijke bemonstering van de bodem ook niet eenvoudig te zijn. De polyvalente en interdisciplinaire RV Belgica is niet perfect uitgerust voor dit type van bemonstering. Het vergt veel inventiviteit en voortschrijdend inzicht om de procedure goed te krijgen, maar de zeer gemotiveerde bemanning slaagt erin en levert regelmatig bruikbare ‘lange kernen’ af aan de wetenschappers.
Christian: “De long gravity corer kan niet over de zijkanten van RV Belgica worden uitgezet, dus dit moet vanaf het achtersteven gebeuren. Als de deining ervoor zorgt dat de amplitude van de beweging van het achterschip groter is dan de nauwkeurigheid waarmee de positie van de corer ten opzichte van de diepte van de zeebodem bekend is, is het bijna onmogelijk om deze methode met succes toe te passen. We moeten het soms meerdere keren proberen, maar dankzij de bemanning lukt het uiteindelijk om goede boorkernen te bekomen”. Hij voegt er lachend aan toe: “Daarom werk ik zo graag in het centrale noordpoolgebied. Daar voorkomt het ijs dat het schip beweegt en kunnen we nauwkeuriger werken”.
Tot slot is er nog een vijfde manier waarop sediment naar de oppervlakte wordt gebracht tijdens de DEHEAT-cruise: de benthische lander. Het zou echter oneerbiedig zijn om dit apparaat te verslijten als een eenvoudige grondgrijper. De lander doet immers veel meer dan dat. Het is een platform dat de diepte in wordt gestuurd om metingen te doen op de zeebodem zelf, en dat is uitgerust met zogenaamde ‘benthic flux chambers’ die de stroming van stoffen tussen de zeebodem en het water erboven meten. De lander blijft één of meerdere dagen op de zeebodem achter terwijl de DEHEAT-wetenschappers op een ander station monsters nemen en de voorgeprogrammeerde acties uitvoeren terwijl ze de resulterende gegevens opslaan in een datalogger op batterijen.
De benthische lander die gebruikt wordt tijdens de DEHEAT-expeditie is eigendom van de Universiteit van Göteborg, Zweden, die een echte benthische lander-goeroe in dienst heeft in de vorm van Mikhael Kononets. Het is bijna ondenkbaar dat de lander zou worden ingezet zonder de aanwezigheid van Mikhael om toezicht te houden op de operatie, dus regelde het Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen een contract voor hem voor de duur van het RV Belgica-avontuur in IJsland, evenals voor de daaropvolgende expeditie in Groenland. Hij ging aan boord in Galway, Ierland, en was voortdurend betrokken bij de lander tijdens de reis naar IJsland en tijdens het tweedaagse verblijf in Reykjavik. Mikhael en de lander lijken met elkaar verweven en hij zette zelfs geen voet op IJslandse bodem, maar hield zich bezig met ervoor te zorgen dat de lander helemaal klaar is voor zijn taken op de RV Belgica. “Het is maar beton, dat is toch overal hetzelfde?” grapt hij.
Er komt wat bij kijken om de lander vanop de RV Belgica uit te zetten, en vooral om hem terug aan boord te halen. Mikhael legt uit hoe dit in zijn werk gaat: “Het uitzetten van de lander is niet zozeer het probleem. Hij kan over de kant worden getild, waarna ballast hem naar de zeebodem laat zinken. Oude stukken spoorrails, die ons zijn geschonken door het Zweedse bedrijf Stena Recycling, worden in dit geval gebruikt als ballast. Nadat de lander zijn werk heeft gedaan, activeren we het ontkoppelingsmechanisme met een akoestisch signaal via een hydrofoon, waarna de met piepschuim gevulde compartimenten ervoor zorgen dat hij weer naar de oppervlakte stijgt. De sporen blijven achter, wat geen probleem is omdat de primaire productie in de zee beperkt wordt door de beschikbaarheid van ijzer”.
Pas dan begint het moeilijkste werk: de lander weer aan boord krijgen. Mikhael: “Eerst moeten we de drijvende lander spotten. Meestal kennen we zijn positie heel precies, maar als we hem niet meteen kunnen zien – bijvoorbeeld door golfslag – kunnen we met een eenvoudig radiosignaal bepalen in welke richting we moeten zoeken. Eenmaal gevonden, wordt de lander dan voorzichtig met een RHIB (rigid-hulled inflatable boat) naar de achtersteven van de RV Belgica gesleept, vanwaar hij aan boord kan worden gehesen. De tijd die verstrijkt tijdens het roepen en opstijgen van de lander door de waterkolom kan soms zenuwslopend zijn … er zijn immers gevallen bekend van landers die voor eeuwig verloren zijn gegaan …”.
Voor het te water laten van deze grote verscheidenheid aan bemonsteringsapparatuur, voor de eigenlijke bemonstering van de waterkolom en de bodem, en voor het terug ophalen van de apparatuur, is het uiteraard zeer belangrijk dat het platform waarop deze operaties plaatsvinden zeer stabiel is en zeer nauwkeurig ter plaatse blijft. De RV Belgica is inderdaad een zeer stabiel schip, maar wind en golfslag zijn ook belangrijk en men is ook afhankelijk van de deining. Voor het tweede komt het zogenaamde Dynamic Positioning System om de hoek kijken. Dynamische positionering is een computergestuurd systeem om de positie en koers van een schip automatisch te behouden door gebruik te maken van de eigen propellers en thrusters. Het DEHEAT-team is gezegend: alle bemonstering verloopt volgens plan in Hvalfjördur dankzij de gunstige omstandigheden en de Dynamic Positioning van de RV Belgica. Duimen dat dit ook later op het continentaal plat het geval zal zijn.
Nu, begrijp ons niet verkeerd, de genoemde bodembemonsteringstechnieken worden niet alleen gebruikt op de dag dat ze in deze blog worden beschreven, maar maken deel uit van de dagelijkse routine. Hetzelfde geldt voor de CTD die we eerder bespraken en voor veel van de handelingen en analyses die zullen volgen.
En de fjord? Die blijft zijn pittoreske zelf!
