OD Nature – Pagina 6 – OD Nature News

Lederschildpad van Knokke stierf als gevolg van een acuut trauma

Tot op 7 oktober 2023 een dode lederschildpad op het strand van Knokke werd aangetroffen, kenden we slechts drie strandingen van deze diersoort in ons land. De autopsie van het dier, die plaatsvond op 9 oktober, wijst uit dat het onfortuinlijke dier in gezonde toestand verkeerde toen een acuut maar onbekend trauma een plotse dood veroorzaakte.

De dood aangespoelde Lederschildpad op het strand van Knokke, 7 oktober 2023 (© KBIN/J. Haelters)

Op zaterdagochtend 7 oktober 2023 troffen wandelaars op het strand ter hoogte van het Zwin Natuur Park in Knokke, vlakbij de Nederlandse grens, niets minder dan een aangespoelde dode Lederschildpad (Dermochelys coriacea) aan. De Lederschildpad is een exclusief mariene soort die enkel aan land komt om eieren te leggen, en is tevens de grootste schildpadsoort ter wereld (met een maximale lengte van 2,5 m). Het onfortuinlijke dier van Knokke was maar liefst 1,73 m lang en verkeerde al in staat van ontbinding. De dood was wellicht enkele dagen voor het aanspoelen opgetreden.

Het Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen (KBIN), dat verantwoordelijk is voor de organisatie van het onderzoek van beschermde mariene soorten, haalde het dier op bij de brandweer van Knokke nadat door de brandweer, in samenwerking met de technische dienst van de gemeente, van het strand was gehaald.

In de Noordzee?

De Lederschildpad is een zogenaamde kosmopoliet, wat betekent dat de soort wereldwijd voorkomt. Hij staat vooral bekend als een soort van warme zeeën, maar het is enkel voor het leggen van de eieren dat stranden langs tropische en subtropische zeeën van belang zijn. Buiten de legtijd worden Lederschildpadden ook veel noordelijker (tot Alaska en Noorwegen) en zuidelijker (tot Zuid-Afrika en Nieuw-Zeeland) aangetroffen. In de ondiepe Noordzee komen ze slechts heel sporadisch voor, maar ze kunnen er zich wel voeden in periodes met erg veel kwallen.

Kwallen vormen dan ook een mogelijke verklaring voor het opduiken van deze Lederschildpad in de zuidelijke Noordzee. De voorbije weken verblijven met name veel Zeepaddenstoelen (Rhizostoma pulmo) in onze wateren, een kwallensoort die op het menu van de Lederschildpad staat en die bij ons haar piek in voorkomen kent in de maanden augustus tot oktober. Het is niet ondenkbaar dat de Lederschildpad van Knokke deze voedselbron volgde tot in de Noordzee.

Vier strandingen in ons land

In onze streken is de Lederschildpad een grote zeldzaamheid. Jan Haelters (KBIN), coördinator van het strandingennetwerk en zeezoogdierenexpert, geeft een overzicht: “In België zijn slechts drie eerdere strandingen van de Lederschildpad bekend. Eerdere strandingen dateren uit 1988, 1998 en 2000. Verder zijn er slechts enkele waarnemingen van levende Lederschildpadden in Belgische wateren bekend: één in 2018, twee in 2019 en één in 2020. Die laatste werd tussen Oostende en Middelkerke aangetroffen in de netten van een garnaalvisser, en kon levend weer overboord worden gezet.”

Het lijkt erop dat het aantal gevallen in onze wateren toeneemt, maar met zo’n klein aantal is het gevaarlijk dergelijke conclusie te trekken. Zo zijn het aantal potentiële waarnemers en de doorstroming van gegevens dankzij de grote digitale verbondenheid in onze huidige leefwereld immers ook sterk toegenomen. Een verband met de opwarming van het klimaat kan ook niet worden gemaakt met zo’n laag aantal waarnemingen.

Autopsie

De autopsie van de Lederschildpad vond plaats op maandagvoormiddag 9 oktober aan de Faculteit Diergeneeskunde van de Universiteit Gent, in een samenwerking tussen de universiteiten van Gent en Luik. Hieruit bleek dat het om een vrouwtje van 247 kg ging. De resten van Zeepaddenstoelen in de slokdarm toonden aan dat het dier aan het eten was toen het stierf. In de darm werd een klein stukje plastic gevonden, maar de hoeveelheid was te beperkt om problemen te kunnen veroorzaken. Het is goed gekend dat dieren die kwallen eten zich soms laten vangen aan in het water zwevend plastic (dat verbazend sterk op kwallen kan lijken).

Alles lijkt erop dat de Lederschildpad gezond was toen ze plots kwam te overlijden. Hoewel het dier geen uitwendige tekenen van een acuut trauma vertoonde, werden inwendig talrijke bloeduitstortingen vastgesteld. Dit duidt op een plotse dood als gevolg van een traumatische gebeurtenis, maar het blijft onduidelijk wat de juiste oorzaak van dit trauma was.

De Lederschildpad op de autopsietafel (© KBIN/J. Haelters)

Binnenkant van de slokdarm met resten van Zeepaddenstoel (© KBIN/J. Haelters)

Stukje plastic uit het spijsverteringsstelsel (© KBIN/J. Haelters)

06/10/23

Nieuwe impulsen voor interdisciplinaire oceaanobservatie en -voorspelling

In het kader van het EU-project EuroSea werkten 53 partners uit 14 Europese landen, Brazilië en Canada samen om het Europese systeem voor oceaanobservatie en -voorspelling in een mondiale context te verbeteren. Op die manier hebben ze een belangrijke basis gelegd om tegemoet te komen aan de groeiende vraag naar informatie ter ondersteuning van sociale en politieke processen en beslissingen. Ongeveer 200 belanghebbenden kwamen in Parijs bijeen voor de plenaire vergadering (19-20 september 2023) en het afsluitende symposium (op 21 september 2023). GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel leidde het project, dat wordt gefinancierd door de Europese Unie met 12,6 miljoen euro van 2019 tot 2023.

Dr. Toste Tanhua, chemisch oceanograaf bij GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel, leidde het EuroSea-project. (Afbeelding: UNESCO/Fabrice Gentile)

De oceaan vormt de basis van al het leven op onze planeet. Het reguleert het klimaat en levert voedsel en zuurstof. Door de mens veroorzaakte veranderingen zoals vervuiling, overbevissing, opwarming en andere factoren verstoren echter de mariene ecosystemen. Inzicht in oceaan- en kustprocessen is essentieel voor het behoud van een gezonde oceaan en duurzaam oceaanbeheer.

Het EuroSea-project, gefinancierd door de Europese Unie met 12,6 miljoen euro, heeft de afgelopen vier jaar belangrijke hiaten in de kennis op deze gebieden opgevuld en de weg geëffend voor een interdisciplinair en duurzaam systeem voor oceaanobservatie en -voorspelling. Hiertoe werkten de belangrijkste Europese spelers op het gebied van oceaanobservatie en -voorspelling samen met de gebruikers van oceanografische producten en diensten. Eind september 2023 kwamen de belanghebbenden bijeen voor de Algemene Vergadering en een aansluitend symposium in het hoofdkwartier van de Intergouvernementele Oceanografische Commissie (IOC) van de Organisatie van de Verenigde Naties voor Onderwijs, Wetenschap en Cultuur (UNESCO) in Parijs.

Onder leiding van Dr. Toste Tanhua, chemisch oceanograaf bij GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel en coördinator van EuroSea, bracht het project 53 partners uit 14 Europese landen alsook Brazilië en Canada samen. Deelnemers waren zowel wetenschappelijke instellingen als partners uit de privésector en internationale organisaties en netwerken zoals IOC-UNESCO, de European Marine Board en het Europese deel van het Global Ocean Observing System (EuroGOOS).

De projectpartners hebben de koers uitgezet om bestaande oceaanobservatiesystemen van individuele Europese actoren met elkaar te verbinden en oceaangegevens nauwkeuriger en toegankelijker te maken voor iedereen. Zo zouden actoren van de blauwe economie – een milieuvriendelijke economie gebaseerd op het gebruik van de oceanen, met inbegrip van visserij, havens, toerisme en offshore-energieproductie – en beleidsmakers beter geïnformeerde beslissingen moeten kunnen nemen op basis van de gegevens. Op de algemene vergadering van EuroSea hebben de werkgroepen van de tien afzonderlijke, onderling verbonden werkpakketten hun resultaten gedeeld.

Het project heeft talrijke innovaties opgeleverd die de observatie en voorspelling van oceanen op Europees niveau en in een wereldwijde context verbeteren. De partners hebben onder andere een instrument ontwikkeld dat steden en hun havens kunnen gebruiken op basis van gegevens van drie testlocaties in Spanje, Italië en Colombia, en dat real-time informatie en voorspellingen geeft over golven, zeeniveau en temperatuur van het zeeoppervlak, waardoor de veiligheid bij maritieme operaties toeneemt. In het kader van het EuroSea-project is ook een systeem voor de monitoring van aquacultuur opgezet dat gebruikmaakt van sensoren, unieke boeien en geavanceerde modelleringsmogelijkheden om parameters als zuurstof, temperatuur en pH te meten. Het maakt gerichte voorspellingen mogelijk van extreme mariene gebeurtenissen zoals mariene hittegolven en biedt exploitanten van aquacultuurbedrijven een mechanisme voor vroegtijdige waarschuwing.

Tijdens het afsluitende symposium konden nationale en internationale belanghebbenden uit de politiek, wetenschap en industrie zich informeren over de huidige stand van innovaties op het gebied van Europese oceaanobservatie en -voorspelling. Naast het bespreken van toekomstige uitdagingen richtte de discussie zich op aanbevelingen voor een effectief, duurzaam en interdisciplinair systeem.

In zijn slotverklaring benadrukte Dr. Toste Tanhua het baanbrekende karakter van het project en pleitte hij voor een voortzetting van de gezamenlijke inspanningen op Europees niveau: “EuroSea heeft de weg geëffend voor een interdisciplinair, duurzaam systeem voor oceaanobservatie en -voorspelling. Wij, de oceaanexperts en belanghebbenden, zetten ons in voor een gecoördineerde actie om het Europees systeem voor oceaanobservatie en -voorspelling duurzaam te versterken om tegemoet te komen aan de groeiende behoeften van de Europese samenleving en het Europese beleid en om de Europese Green Deal en de Ocean and Waters-missie te ondersteunen.”

De belanghebbenden willen voortbouwen op de samenwerkingsverbanden en relaties die via het project tot stand zijn gekomen. Parallelle workshops van het Global Ocean Observing System (GOOS) en een bijeenkomst van de Europese nationale focal points voor GOOS vonden ook plaats in Parijs. Daar werden mogelijkheden voor vervolgprojecten besproken en ervaringen uitgewisseld. “We konden de opgedane kennis direct doorgeven op mondiaal niveau”, zei Dr. Toste Tanhua, die ook medevoorzitter is van GOOS.

Projectfinanciering:

Het EuroSea-project is een innovatieactie van de Europese Unie die van 2019 tot 2023 met 12,6 miljoen euro wordt gefinancierd door het financieringsprogramma voor onderzoek en innovatie Horizon 2020 van de Europese Commissie als onderdeel van een oproep ter ondersteuning van het initiatief “De toekomst van zeeën en oceanen” van de G7.

02/10/2315/01/24

Meerwaarde van de monitoring van scheepsemissies vanuit de lucht

De uitstoot van schadelijke stoffen door schepen naar de lucht is wereldwijd aan strikte normen onderworpen. Ward Van Roy analyseerde in een doctoraatsonderzoek het potentieel en de meerwaarde van luchttoezicht voor de monitoring van schadelijke scheepsemissies. Hij maakte hiervoor gebruik van gegevens die werden verzameld met het Belgische luchttoezichtvliegtuig¹. Zijn bevindingen onderstrepen de operationele voordelen van monitoring vanuit de lucht en bieden waardevolle inzichten in de effectiviteit van de internationale regelgeving bij het verbeteren van de luchtkwaliteit boven de Noordzee. Bovendien bracht het onderzoek hiaten in de regelgeving aan het licht en worden aanbevelingen geformuleerd om deze op te lossen. Ward Van Roy is verbonden aan het Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen (KBIN) en promoveerde op 28 september 2023 tot de allereerste doktor in de maritieme wetenschappen die deze graad behaalde aan de Faculteit Recht en Criminologie van de Universiteit Gent. Een extra reden voor zowel Ward, Ugent als KBIN om trots te zijn.

Doktor in de maritieme wetenschappen Ward Van Roy en de leden van zijn doctoraatsjury.

De scheepvaart speelt een cruciale rol in het verbinden van economieën en culturen over de hele wereld maar is tegelijk ook één van de grootste bronnen van luchtvervuiling. Bij de verbranding van traditionele scheepsbrandstoffen ontstaan immers zwavelverbindingen, stikstofverbindingen en ‘zwarte koolstof’, met nadelige gevolgen voor de volksgezondheid en het leefmilieu.

Om hieraan tegemoet te komen werden internationaal inspanningen geleverd om regels² op te stellen die zijn gericht op het verminderen van de uitstoot van schepen naar de lucht. Zonder een effectieve handhaving riskeert regelgeving echter dode letter te blijven. Dit bewoog Ward Van Roy³ ertoe om in een doctoraat te beschrijven in hoeverre luchttoezicht kan bijdragen tot de ontwikkeling van een strategie voor de monitoring en handhaving van de emissieregels voor de scheepvaart.

Wards proefschrift is getiteld ‘Application of remote measurements for compliance monitoring and enforcement of SO2 and NOx emissions under Marpol Annex VI’, en werd op 28 september 2023 in Gent publiek verdedigd als laatste stap voor het behalen van de titel van doktor in de maritieme wetenschappen. Het onderzoek resulteerde in maar liefst vijf reeds gepubliceerde en drie voor publicatie ingediende artikels in wetenschappelijke vakbladen.

Methode en trends

Het eerste deel van de doctoraatsthesis presenteert de wetenschappelijk onderbouwde methode voor de monitoring van scheepsemissies vanuit de lucht. De zogenaamde ‘sniffer sensor’ die werd geïntegreerd in het Belgische luchttoezichtvliegtuig speelt hierin een centrale rol. Dankzij de implementatie van verschillende innovaties kon Ward de methode voor de monitoring van zwaveloxiden (SOx) in de uitstoot van schepen ook aanzienlijk verbeteren. Een uitgebreide handleiding, eveneens onderdeel van de thesis, waarborgt de uniformiteit en de kwaliteit van de metingen en kan als leidraad dienen voor het opzetten van overeenkomstige programma’s in andere landen.

Analyse van de bekomen gegevens toont vervolgens niet enkel aan dat de internationale regelgeving voor de emissie van zwaveldioxide (SO2) en stikstofoxiden (NOx) doeltreffend kan worden gemonitord vanuit de lucht, maar ook dat de regels voor de uitstoot van SO2 relatief goed worden nageleefd, zowel in België als in het grotere emissiecontrolegebied dat de hele Noordzee en Baltische Zee omvat.

Ward Van Roy: “We kunnen besluiten dat het luchttoezicht daadwerkelijk heeft bijgedragen tot de aanzienlijke vermindering van de SO2-uitstoot. Voor NOx-emissies blijkt anderzijds dat de beoogde afname van de uitstoot nog niet werd bereikt, niet in België en niet daarbuiten”.

Voor de analyses werden zowel gegevens van het Belgische luchttoezicht gebruikt, als gegevens van meetcampagnes uit andere landen, van meetstations voor luchtkwaliteit aan land, en van satellietbeelden.

Het Belgische luchttoezichtvliegtuig © KBIN/BMM

Onverwachte resultaten

De studie van Ward legde echter ook enkele onverwachte trends bloot.

Zo werd voor het eerst aangetoond dat schepen die zijn uitgerust met nabehandelingssystemen voor hun uitstoot naar de lucht, de zogenaamde scrubbers, een aanzienlijk groter deel van de emissieovertredingen voor hun rekening nemen. Aangezien scrubbers net worden geïnstalleerd om de uitstoot van schadelijke componenten naar de lucht te verminderen, druist deze bevinding in tegen de verwachtingen. Bovendien neemt het gebruik van scrubbers toe, tot reeds reeds 30% van de waargenomen schepen in 2022. Als deze ontwikkeling zich verderzet, in combinatie met de huidige toename van de scheepvaart, zal de SO2-uitstoot van de scheepvaart weer toenemen en zal de sector verantwoordelijk worden voor een groter aandeel van de totale SO2-uitstoot.

Ook met betrekking tot NOx deed Ward een opmerkelijke waarneming: “Uit mijn onderzoek blijkt dat de gemiddelde NOx-emissies van recenter gebouwde schepen aanzienlijk hoger zijn dan die van oudere schepen, wat uiteraard niet de bedoeling kan zijn” geeft hij aan. “Bovendien stelde ik vast dat de regelgeving, die een beperking van de NOx-emissies tot doel heeft, slechts zeer langzaam ingang vindt als gevolg van de manier waarop deze internationale regelgeving is opgesteld”. Als hier geen verandering in komt wordt verwacht dat de scheepvaartsector bij ons (in Vlaanderen) tegen 2025 de grootste bron van NOx zal zijn, en tegen 2030 zelfs zal zorgen voor 40% van alle NOx-uitstoot.

Toegevoegde waarde en aanbevelingen voor het beleid

In zijn thesis reflecteert Ward ook uitgebreid over de juridische aspecten van het luchttoezicht en over de toegevoegde waarde voor diverse belanghebbenden.

Allereerst kon een belangrijke meerwaarde worden aangetoond voor de haveninspectiediensten. Door de identificatie van potentiële overtreders op zee kunnen haveninspectiediensten de betreffende schepen gerichter opvolgen wanneer ze een haven aandoen, wat wanneer nodig tot sanctionering kan leiden. Luchtmonitoring blijkt de opvolging en sanctionering van emissieovertredingen door schepen dus positief te beïnvloeden. Uit een kosten-batenanalyse blijkt dat toezicht vanuit de lucht hierdoor ook financieel loont.

De Belgische bevindingen komen ook de internationale samenwerking ten goede, en worden meegenomen bij de inspanningen om tot een doeltreffende en geharmoniseerde internationale monitoring te komen.

Verder worden op basis van de opgedane ervaring ook een aantal aanbevelingen voor beleidsmakers geformuleerd, die op het terrein een effectieve bijdrage kunnen leveren tot de vermindering van lucht-verontreiniging afkomstig van de scheepvaart. Het gaat hierbij onder meer om het verhogen van de rechtstreekse juridische waarde van luchtmetingen (die momenteel steeds moeten worden bevestigd door een havencontrole), het bekomen van een internationaal aanvaard protocol om NOx-overtredingen op zee te monitoren en een daaraan verbonden handhavingsmechanisme, en het wegwerken van bepaalde lacunes in de regelgeving. Deze aanbevelingen worden op internationaal niveau besproken in het kader van de Bonn Overeenkomst (samenwerking van de Noordzeestaten bij het opsporen, rapporteren en bestrijden van verontreiniging op de Noordzee) en de Internationale Maritieme Organisatie (IMO), terwijl in België in samenwerking met het Directoraat-Generaal Scheepvaart (FOD Mobiliteit en Vervoer) naar oplossingen wordt gezocht die via federale beleidsmakers hun weg zullen vinden naar de internationale regelgeving.

Bijkomende achtergrond

¹ De Beheerseenheid van het Mathematisch Model van de Noordzee (BMM), Wetenschappelijke Dienst van het Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen (KBIN), is verantwoordelijk voor de uitvoering van het Belgisch programma voor luchttoezicht boven de Noordzee. Het KBIN bezit hiervoor een vliegtuig van het type Britten Norman Islander dat uitgerust is met wetenschappelijke sensoren voor het opsporen van mariene pollutie, en werkt samen met Defensie dat de piloten aanlevert. Sinds 1990 levert dit programma belangrijke resultaten op. De focus ligt hierbij op drie groepen van kerntaken: 1) toezicht op illegale en accidentele zeeverontreiniging, 2) monitoring van het mariene milieu en 3) breder maritiem toezicht in het kader van de Kustwacht (het vliegtuig draagt dan ook het opschrift ‘Coast Guard’ en is ook breed gekend onder de naam ‘Kustwachtvliegtuig’).

² Wereldwijd geldende emissienormen voor zwavel en stikstof zijn beschreven in Annex VI van het internationale MARPOL-verdrag (Internationale Conventie voor de preventie van vervuiling door schepen). Verder schrijft ook de Europese Zwavelrichtlijn beperkingen op de zwaveluitstoot van schepen voor en is de uitstoot van zwavel- en stikstofverbindingen in het zeer druk bevaren ‘Noordzee en Baltische Zee Emissiecontrolegebied’ (waar ook de Belgische wateren integraal deel van uitmaken) nog strikter gereglementeerd dan daarbuiten. Voor zwarte koolstof (een maat voor de roetconcentratie in de lucht) afkomstig van de scheepvaart gelden nog geen internationale beperkingen, deze emissies worden momenteel in kaart gebracht om de ontwikkeling van een beperkend kader te voeden.

Promotor Prof. Frank Maes stelde de titel van doktor in de maritieme wetenschappen destijds voor aan de UGent en is bijzonder opgetogen om – een week voor hij op pensioen gaat – Ward als eerste deze graad te zien behalen.

³ Ward Van Roy studeerde in 2008 af als bio-ingenieur aan de Universiteit Gent, en vervoegde later in 2008 het luchttoezichteam van het KBIN (BMM) als operator. Hij is eveneens verantwoordelijk voor het beheer van de wetenschappelijke instrumenten en geldt als het brein achter de integratie van de zogenaamde ‘sniffer sensor’-opstelling in het Belgische luchttoezichtvliegtuig. Zo is hij mee verantwoordelijk voor de internationale naam en faam van het team op het vlak van de monitoring van scheepsemissies naar de lucht. Ward heeft de eer als allereerste de titel van ‘doktor in de maritieme wetenschappen’ te hebben behaald aan de Universiteit Gent (Faculteit Recht en Criminologie).

08/09/2308/09/23

Kadaver van Gewone Vinvis in de haven van Antwerpen

Op dinsdag 29 augustus 2023 werd een dode gewone vinvis (Balaenoptera physalus) aangetroffen in het Deurganckdok in de Antwerpse haven. Het kadaver werd door het kraanschip Brabo uit het water getild.

De autopsie op woensdag bevestigde dat het dier om het leven kwam door een aanvaring, en in de haven werd binnengebracht op de boeg van een schip. Er werden bloeduitstortingen aangetroffen ter hoogte van de borstvin, en de wervelkolom was op die locatie ook gebroken.

“Het ging een jong mannetje van 10,5 m lang en ongeveer 8-9 ton zwaar,” zegt Jan Haelters, zeezoogdierenexpert van het KBIN. “Het dier was niet gezond, er werden nogal wat parasieten aangetroffen en de speklaag was erg dun”.

De autopsie werd uitgevoerd door medewerkers van de universiteiten van Gent, Antwerpen en Luik, en de civiele bescherming zorgde voor technische ondersteuning, in samenwerking met de Haven van Antwerpen.

Door het drukke scheepsverkeer in onder meer de Golf van Biskaje en de Middellandse Zee zijn aanvaringen met grote walvisachtigen niet ongewoon. Ook in 2009 kwam een vinvis van twintig meter na een aanvaring terecht in de haven van Antwerpen. In 2015 gebeurde hetzelfde in de haven van Gent, met een vinvis van elf meter.

11/07/2311/07/23

Impact van smeltende gletsjers op Groenlandse fjorden

De Belgica documenteert klimaatverandering in een Arctisch marien ecosysteem

Op 13 juli 2023 vertrekt het nieuwe Belgische oceanografische onderzoeksschip RV Belgica vanuit Reykjavik, IJsland, voor drie weken naar de Arctische gebieden van Zuidwest-Groenland. Het internationale onderzoeksteam aan boord zal gebruik maken van de geavanceerde faciliteiten van de Belgica om te onderzoeken hoe de klimaatverandering, en meer bepaald het versneld afsmelten van de gletsjers, de koolstofdynamiek, de biodiversiteit en het voedselweb zullen beïnvloeden in Groenlandse fjorden, een typisch Arctisch marien ecosysteem.

Fjorden zijn van regionaal en globaal belang omdat ze niet alleen een zeer productief en divers voedselweb ondersteunen, maar ook omdat dit rijke zeeleven veel koolstof opneemt. Fjorden spelen daardoor een belangrijkere rol als CO₂-opslag dan je zou vermoeden op basis van hun beperkte omvang ten opzichte van het enorme oceaanbekken.

Van gletsjers in zee tot gletsjers die op land eindigen

De opwarming van de aarde heeft sinds enkele decennia door het versnelde afsmelten van gletsjers een aanzienlijke invloed op mariene fjorden. Dit heeft grote gevolgen in poolgebieden, waaronder ook Groenland. Hier eindigen gletsjers vaak in fjorden, de zogenaamde mariene gletsjers.

Vooral bij de Groenlandse mariene gletsjers is de afvoer van smeltwater veroorzaakt door het smelten van de ijskap de laatste tijd zeer sterk toegenomen. Als gevolg hiervan verschuiven veel van de Groenlandse mariene gletsjers geleidelijk naar het land, een proces dat in de nabije toekomst zelfs nog zal versterken.

IJsbergen afkomstig van een afsmeltende mariene gletsjer in Groenland. *(©UGent/A. Vanreusel)*

Invloed op het functioneren van ecosystemen en ecosysteemdiensten

Hoewel er steeds meer bewijs is dat verschuivingen in gletsjertypes grote veranderingen veroorzaken in de fysische, biogeochemische en ecologische processen in de aanpalende fjordensystemen, zijn de gevolgen voor het mariene voedselweb en de opname en opslag van koolstof in de zeebodem op dit moment slecht in kaart gebracht. Bijgevolg blijven de gevolgen van een verdere opwarming op belangrijke ecosysteem-diensten van deze Arctische fjorden zoals voedselvoorziening en klimaatregeling grotendeels onbekend.

Deze Belgica-expeditie zal onderzoeken in welke mate een verschuiving van mariene naar landgletsjers in Arctische fjorden leidt tot lagere primaire productiviteit (aanmaak van biomassa door algen uit koolstof en water door gebruik te maken van externe energie), en daardoor een minder rijke biologische gemeenschap en voedselweb. Het onderzoek maakt deel uit van het CANOE-project (Climate chANge impacts on carbon cycling and food wEbs in Arctic Fjords), dat gefinancierd wordt door het Federaal Wetenschapsbeleid (BELSPO).

Studiegebied

Het studiegebied bestaat uit twee aangrenzende fjorden met een verschillende gletsjerinput, respectievelijk op zee en op het land. In beide fjorden zal een gradiënt van de monding naar het meest landinwaartse gedeelte van de fjord worden bemonsterd. Processen in de waterkolom zullen met hoge resolutie beschreven worden in elke fjord, naast de processen en biodiversiteit op de zeebodem. Het voedselweb zal bestudeerd worden op twee contrasterende locaties in elke fjord.

Onderzoeksgebied in Zuid-Groenland, met aanduiding van de geplande bemonsteringslocaties en bathymetrie. Ikersuaq fjord wordt beïnvloed door mariene gletsjers, terwijl Igaliku fjord wordt beïnvloed door een gletsjer op land. (© CANOE)

“Met deze expeditie zal het team bijdragen tot twee belangrijke maatschappelijke problemen waarvoor onderzoek cruciaal is voor een duurzaam beleid, namelijk visserij en klimaatverandering,” zegt Ann Vanreusel, professor aan het departement Biologie van de Universiteit Gent en hoofdwetenschapper van de RV Belgica Groenlandexpeditie. “Door inzicht te verschaffen in de effecten van klimaatverandering op de mariene voedselwebben, wordt belangrijke informatie gegenereerd voor een toekomstig beheer van deze fjorden.”

Het CANOE-project, gecoördineerd door professor Ulrike Braeckman (Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen en UGent), zal ook voorspellende modellen ontwikkelen die zullen helpen te anticiperen op de huidige en toekomstige klimaatgerelateerde verschuivingen in mariene ecosystemen en de gevolgen voor natuurlijke rijkdommen en andere ecosysteemfuncties zoals natuurlijke CO₂-opslag.

De traditie van geïntegreerd onderzoek

België heeft een lange traditie in marien Arctisch onderzoek sinds Adrien de Gerlache in 1907 met de historische Belgica vertrok voor een wetenschappelijke expeditie om delen van de Noordelijke IJszee te verkennen. Zelfs toen betekende dit dat verschillende onderzoeksdisciplines werden geïntegreerd en dat wetenschappers van verschillende nationaliteiten werden betrokken in deze expeditie. In eenzelfde traditie gebruiken de CANOE-wetenschappers nu ook de nieuwe RV Belgica voor een geïntegreerde en internationale onderzoekscampagne, waarbij fysische, biogeochemische en biologische aspecten van zowel de bodem als de waterkolom in deze Groenlandse fjordenecosystemen worden bestudeerd in relatie tot gletsjerdynamiek onder invloed van klimaatverandering. Een dergelijke interdisciplinaire campagne vereist een optimaal gebruik van de talrijke oceanografische en biologische onderzoeksinstrumenten die de RV Belgica aanbiedt.

Het multidisciplinaire en internationale CANOE-team wordt geleid door onderzoekers van de UGent (Prof. Ulrike Braeckman) en bestaat verder uit onderzoekers van het Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuur-wetenschappen (KBIN), het Vlaams Instituut voor de Zee (VLIZ), Universiteit Antwerpen (UAntwerpen), Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee (NIOZ), Zuidelijke Universiteit van Denemarken en Universiteit Bonn Duitsland. Het onderzoek wordt ook uitgevoerd in samenwerking met Groenlandse onderzoeksinstituten.

CANOE wordt gefinancierd door het Federaal Wetenschapsbeleid (BELSPO) als begunstigde van een specifieke oproep die bedoeld was om een impuls te geven aan het opstarten van onderzoek op de nieuwe RV Belgica en om onderzoekers toe te laten het schip en haar potentieel te leren kennen. Het project loopt van 15 december 2021 tot 15 maart 2026. Meer informatie op http://canoe.marinetraining.eu/.

De CANOE-expeditie met RV Belgica volgt op de DEHEAT-expeditie die van 26 juni tot 11 juli opereerde in de IJslandse wateren. Hier werd onderzocht hoe de natuurlijke verwering van silicaatmineralen in zee het broeikasgas koolstofdioxide uit de atmosfeer verbruikt, daardoor helpt om dit uit de atmosfeer te verwijderen, en bij versnelling een bondgenoot kan zijn in de strijd tegen de opwarming van de Aarde.

Meer informatie over RV Belgica kan geraadpleegd worden op de websites van het schip bij KBIN (inclusief live posities en webcambeelden) en BELSPO. Het schip en haar wetenschappelijke activiteiten kunnen ook worden gevolgd op Facebook en Twitter.

07/07/23

DEHEAT 2023/05 – Hvalfjördur – Vijf manieren om modder boven te halen (2)

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.

Een 6 m lange ‘gravity corer’ komt veilig terug aan dek na een succesvolle staalname.

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.

Een opgetogen Christian na verschillende pogingen om een goede lange kern te verkrijgen.

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!

04/07/2307/07/23

DEHEAT 2023/04 – Hvalfjördur – Vijf manieren om modder boven te halen (1)

27 juni 2023 – Hoeveel manieren kun je bedenken om modder van de zeebodem naar de oppervlakte te brengen? Maar liefst vijf technieken worden toegepast tijdens de DEHEAT-campagne met RV Belgica, allemaal verschillende ontwerpen maar met één gemeenschappelijk doel: stalen van de kostbare modder, zijn bewoners en chemische gradiënten, naar de wetenschappers brengen zonder dat ze nat hoeven te worden! Voorkomen dat ze vuil worden is echter niet gegarandeerd! Toegegeven, het is beter om te spreken van ‘sediment’ in plaats van modder, want technisch gezien is het niet altijd modder dat naar de oppervlakte wordt gebracht. Net zoals het ene water het andere niet was, is ook het ene sediment het andere niet.

Laten we beginnen met de eenvoudigste low-tech methode, die meestal de eerste sedimentbemonsteraar is die wordt ingezet op elk nieuw staalnamestation tijdens de DEHEAT-campagne: de Van Veen grijper (of simpelweg de Van Veen). Zodra de CTD weer aan boord is, wel te verstaan. Dit instrument is niets meer dan een roestvrijstalen schelpvormige emmer die als een schaar wordt opengespreid terwijl hij door de waterkolom naar beneden wordt gelaten. Het vergrendelingsmechanisme wordt losgelaten wanneer het toestel de zeebodem raakt, waardoor de emmerhelften zich sluiten en een sedimentstaal grijpen wanneer het apparaat weer omhoog wordt getrokken.

In het uitgebreide programma wordt meestal een box corer naar de zeebodem gestuurd als de Van Veen-bemonstering voltooid is. Dit kan één of meerdere keren gebeuren, afhankelijk van de staalnamebehoeften. Technisch gezien is de box corer ook een vrij eenvoudig apparaat om sediment te verzamelen, dat in wezen bestaat uit een cilindrische kern die afhankelijk is van gewichten om de cilinder te helpen in de bodem te dringen en van een spade die de kern van onderen afsluit om te voorkomen dat het sedimentstaal verloren gaat wanneer het apparaat terug naar de oppervlakte wordt getild.

De volgende stap op het programma is het inzetten van de GEMAX corer. Deze ziet er een beetje uit als een dubbele torpedo met vleugels (zie foto, waarop het apparaat te zien is voordat het naar de zeebodem wordt neergelaten) waar buisvormige monstercontainers in de twee kernen worden gestoken die er na het ophalen – hopelijk gevuld met sediment – weer uit worden gehaald.

In tegenstelling tot de Van Veen grijper en de box corer wordt de GEMAX niet slechts één of een paar keer ingezet bij elk staalnamestation, maar worden er tot 22 sedimentkernen per locatie verzameld.

Per Hall, marien biogeochemicus en emeritus hoogleraar aan de Universiteit van Göteborg, legt uit: “De GEMAX neemt onverstoorde kernen en levert daardoor een representatiever sedimentstaal dan bijvoorbeeld de box corer. Deze laatste verstoort het sediment meer, om verschillende redenen. Een daarvan is dat het een zeer grote ‘boeggolf’ heeft die deeltjes van het sedimentoppervlak kan wegblazen. Ook kan het sediment in de box meer verstoord zijn, er kunnen scheuren in zitten, er kan water tussen de boxwand en het sediment komen. Dat is vaak prima, bijvoorbeeld als je voor faunamonsters gaat, maar als je ongestoorde chemische gradiënten in je kernen wilt, zoals nodig is voor veel van de biogeochemische analyses van DEHEAT, is de GEMAX een veel betere keuze. De keuze van de boor hangt dus af van het doel van je bemonstering.”

Per is een senior academicus die niet vies is van vuile handen. “Hoewel ik officieel met pensioen ben, doe ik nog steeds parttime onderzoek omdat ik er in geïnteresseerd en enthousiast over blijf. Vandaag neem ik deel aan deze expeditie op uitnodiging van Sebastiaan, waarbij ik mijn expertise probeer in te brengen in de hele keten, van de praktische aspecten van de bemonstering tot de discussies over de gegevens”.

Per met een sedimentstaal van de GEMAX corer.

Saheed Puthan Purayil van het Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen helpt Per met de verschillende sedimentkernen. Hij is doctor in de fysische oceanografie en heeft uitgebreide ervaring in oceaanonderzoek, voorspellingen en modellering. Maar het opstropen van de mouwen maakte minder deel uit van deze ervaringen.

Saheed reinigt GEMAX-kernen tussen de staalnamesessies door.

“Ik heb deel uitgemaakt van veel wetenschappelijke expedities op zee en in sommige gevallen was ik hoofdwetenschapper, maar het is de eerste keer dat ik echt help met het nemen van sedimentkernen. Ik vind het bijzonder om te zien hoe de kernen worden verwerkt nadat we ze aan andere wetenschappers hebben overgedragen, en hoe sommige gegevens al tijdens de expeditie verschijnen”, zegt hij.

Saheed geniet er duidelijk van om deel uit te maken van de DEHEAT-expeditie: “Het is ook een leuke en boeiende expeditie, met wetenschappers uit zoveel verschillende vakgebieden en instituten, en van zoveel verschillende nationaliteiten, en een prachtig schip en bemanning. En iedereen is heel vriendelijk!”

Alle bovenvermelde sedimentcorers en de CTD worden uitgezet aan stuurboordzijde van RV Belgica, met behulp van een kraan en lier die speciaal geïnstalleerd zijn voor het uitzetten van dergelijke instrumenten.

De CTD heeft zelfs zijn eigen hangar en uitzetsysteem, omdat je niet wilt dat rondvliegende sedimenten de waardevolle watermonsters verontreinigen. Grapje! Natuurlijk worden de sedimenten ook met grote zorg behandeld. Maar bij het afspuiten van de corers tussen de bemonsteringen door (want zelfs sedimentresten van de ene bemonstering mogen de volgende niet beïnvloeden) is het niet ondenkbaar dat er wat sediment op de CTD-rozet of in de watermonsters terechtkomt. En voor de wetenschappers die de nauwkeurige en schone CTD-bemonstering uitvoeren, is het ook correcter en prettiger om beschut te kunnen werken bij slechte weersomstandigheden.

Over het weer gesproken, we waren gewaarschuwd dat het weer in IJsland ook in de zomer alle vormen kan aannemen. Vandaag waren we daar getuige van, met afwisselend zonneschijn, wolken, mist, een regenvlaag en zelfs een vlokje sneeuw. Maar Hvalfjördur bleef in al deze omstandigheden even dramatisch mooi!

Het is een genot om te werken in het fantastische landschap van de Hvalfjördur.

04/07/2304/07/23

Wetenschap en industrie slaan handen in elkaar om milieu-uitdagingen van drijvende zonnepanelen op zee te onderzoeken

Om tegemoet te komen aan de groeiende behoefte van onze maatschappij aan hernieuwbare energie, wordt vandaag ook het potentieel van offshore zonne-energie onderzocht. De technologie moet echter nog verder ontwikkeld worden en we moeten ervoor zorgen dat dit gebeurt met respect voor het marien milieu. In het EcoMPV-project gaan technologische ontwikkelingen en impactmonitoring hand in hand. Door samen te werken in dit proefproject leren wetenschap en industrie de impact van drijvende zonnepanelen op het offshore milieu te begrijpen en kunnen ze vanaf het begin van mogelijke commerciële initiatieven de effecten ervan zoveel als mogelijk vermijden of mitigeren. Met de verkregen inzichten kunnen positieve effecten direct worden versterkt. De installatie van drie experimentele modules op zee werd op 28 juni voltooid.

De groeiende behoefte aan lokale productie van hernieuwbare energie en een versnelling van de energietransitie, in combinatie met landschaarste, leidt ertoe dat beleidsmakers, de industrie maar ook de wetenschap zich steeds meer richten op offshore locaties. Tot op heden wordt de productie van hernieuwbare energie op zee voornamelijk gerealiseerd door windparken. België ontwikkelde zich tot een van de internationale koplopers op dit gebied.

Intussen wordt er meer aandacht besteed aan het ontwikkelen van mogelijkheden om op zee ook zonne-energie op te wekken. De complementariteit van wind- en zonnetechnologie is over de hele wereld bevestigd. Aangezien overheden steeds vaker meervoudig gebruik van mariene ruimte promoten en de offshore netwerkinfrastructuur een goed potentieel voor gecombineerd gebruik heeft, biedt de integratie van drijvende zonne-installaties in huidige en toekomstige offshore windparken de kans om grote hoeveelheden extra hernieuwbare energie toe te voegen. Zowel de technologie als de kennis over de milieueffecten van drijvende zonne-energie staat echter nog in de kinderschoenen.

Artist impression van SeaVolt’s ontwerp voor offshore drijvende zonne-energie

Milieu-uitdagingen

In het project EcoMPV (Eco-designing Marine Photovoltaic Installations) werken wetenschappers en industriële partners samen om de kennis te verdiepen over de milieu-uitdagingen van offshore drijvende fotovoltaïsche (photovoltaic – PV) installaties, met als doel technische oplossingen te vinden om ongewenste gevolgen te beperken en de positieve effecten te maximaliseren.

Kennisleemtes zullen worden aangepakt over (1) het veranderde onderwaterlichtveld, de hydrodynamica, de pelagische biogeochemie en de primaire productie, (2) de kunstmatige habitatvoorziening voor koloniserende fauna en vissen, en (3) de effecten op koolstoffluxen en -opslag. Verder zullen adviezen worden geformuleerd voor het ecologisch ontwerp van offshore PV-installaties, die de weg vrijmaken voor de milieuvergunning.

Voorbereiding op de eerste drijvende PV-installaties

Op 24 mei, 28 mei en 28 juni 2023 installeerden wetenschappers van het Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen (KBIN) drie experimentele ‘littorale modules’ aan de rand van het Mermaid offshore windpark in de operationele Belgische offshore energiezone. Deze drijvende modules zijn uitgerust met vestigingsplaten in verschillende materialen om het kolonisatiepotentieel voor mariene fauna en de habitatvoorziening van kunstmatige drijvende structuren, waaronder offshore drijvende PV-systemen, te bestuderen.

Installatie van een experimentele ‘littorale module’ aan boord van het offshore windpark Mermaid op 24 mei 2023 met de RV Belgica. (© KBIN/MARECO)

De modules werden ontworpen en ontwikkeld door Jan De Nul Group in samenwerking met KBIN, en met ondersteuning door EMBRC Belgium (European Marine Biological Resource Centre). De installatie werd uitgevoerd aan boord van de RV Belgica en de Zeetijger en de modules zullen ongeveer 1,5 jaar in het water blijven. Ze zullen regelmatig worden gecontroleerd om het kolonisatieproces op te volgen.

De locatie voor de experimentele tests is zo gekozen dat ze zo veel mogelijk lijkt op de Prinses Elisabethzone (PEZ), die in het Belgisch Marien Ruimtelijk Plan 2020-2026 is aangewezen als nieuwe zone voor offshore hernieuwbare energieproductie. Hoewel de focus van de PEZ voornamelijk op offshore windenergie blijft liggen, lijkt de combinatie met drijvende zonnepanelen veelbelovend.

Vincent Van Quickenborne, minister van Noordzee: “Met EcoMPV worden belangrijke stappen gezet om ook de milieu-impact van drijvende zonnepanelen correct te kunnen inschatten. Dit is belangrijk. Het potentieel van drijvende zonnepanelen wordt hoog ingeschat. Willen we ze later ook op commerciële schaal gaan gebruiken, dan is het noodzakelijk om ook rekening te houden met de effecten ervan op het mariene milieu om deze zoveel als mogelijk te vermijden of te mitigeren. België toont hiermee opnieuw dat economie en ecologie hand in hand gaan.”

Tinne Van der Straeten, Minister van Energie: “We hebben in ons land de brainpower én de wil om oplossingen uit te werken voor de uitdagingen van de toekomst. Met het Energietransitiefonds willen we die oplossingen kickstarten. De federale regering steunt 21 topprojecten waaronder EcoMPV. Drijvende zonnepanelen op zee zijn een deel van de oplossing om van onze Noordzee de grootste groene elektriciteitscentrale van Europa te maken. EcoMPV toont opnieuw aan dat we voor die oplossingen kunnen rekenen op Belgische know-how en expertise.”

Over EcoMPV

EcoMPV wordt gefinancierd door het Energietransitiefonds van de FOD Economie, AD Energie, is gestart in november 2022 en zal drie jaar lopen. Het project wordt gecoördineerd door het onderzoeksteam ‘Marine Ecology and Management‘ van het Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen (KBIN), met de Universiteit Gent als wetenschappelijke partner en Tractebel, Jan De Nul Group en DEME Group als industriële partners.

EcoMPV heeft volgende doelstellingen:

De kennis vergroten over de effecten van drijvende PV-structuren op de hydrodynamica en de fytoplanktonproductiviteit;
De habitat die drijvende constructies bieden aan marien leven, onderzoeken, inclusief koloniserende fauna en aantrekkingskracht voor vissen;
Effecten beschrijven van koloniserende fauna (aangroei) van drijvende constructies op de omringende sedimenten, inclusief de begraving en vastlegging (opslag) van koolstof;

Input leveren voor het natuurinclusieve ontwerp van drijvende PV-systemen, op basis van de resultaten van de vorige doelstellingen, om de ecologische duurzaamheid van deze systemen te garanderen.

Het Energietransitiefonds zag in 2017 het levenslicht, met als doel onderzoek, ontwikkeling en innovatie op het gebied van energietransitie te ondersteunen. In totaal kwamen 51 voorstellen binnen na de projectoproep van november 2022. Daarvan werden er 21 geselecteerd die voor subsidies in aanmerking komen. Via het fonds wordt de expertise van bedrijven en start-ups aangesproken voor de versnelling van de energietransitie.

03/07/23

Meerdere lozingen in de Noordzee in de voorbije weken

De afgelopen weken documenteerde het toezichtsvliegtuig van het Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen (KBIN) een opmerkelijk aantal verontreinigingen op zee. Zeker wat betreft olievervuiling gaan deze tegen de trend van de voorbije jaren in. De waarnemingen illustreren het grote belang van het luchttoezicht boven zee.

Zo werd op 20 juni een vissersschip op heterdaad betrapt tijdens het lozen van olie in de Belgische Exclusieve Economische Zone.

Op 27 juni werd er een grote olievlek waargenomen, zonder dat deze aan een vervuiler gelinkt kon worden. Het betreft één van de grootste olieverontreinigingen die niet het gevolg was van een ongeluk in de afgelopen 15 jaar in de Belgische wateren. Het minimaal geloosde volume werd geschat op 1,6 ton olie.

Overzicht van de grote olievlek die op 27 juni 2023 werd gedocumenteerd (© KBIN/BMM)

Detail van de grote olievlek die op 27 juni 2023 werd gedocumenteerd (© KBIN/BMM)

Een dag later werden twee schepen geobserveerd die tankspoelingen aan het uitvoeren waren, waarbij plantaardige olie en derivaten in het water terecht kwamen. Of deze al dan niet legaal waren zal moeten blijken uit een haveninspectie. De lozing van één van beide tankers werd initieel ’s ochtends gedetecteerd door een satelliet van het Europees Agentschap voor de Veiligheid van de Scheepvaart. Toen het vliegtuig enkele uren later het schip controleerde bleek dat de tankspoeling nog steeds aan de gang was.

Detail van de verontreiniging die op 28 juni 2023 werd aangetroffen (© KBIN/BMM)

In geen van de deze gevallen was er een risico op aanspoelen van de vervuilende substanties aan de kust.

Tegen de trend in

De waargenomen olievervuilingen van de afgelopen dagen staan in schril contrast met de algemene tendens die blijkt uit de resultaten van 30 jaar Belgisch luchttoezicht. Deze illustreren dat zeeverontreiniging door olie in het laatste decennium een zeldzaam waargenomen fenomeen is geworden. Het aantal lozingen van andere schadelijke vloeistoffen dan olie kende wel een lichte stijging de afgelopen jaren, met in 2022 het hoogst aantal waargenomen verontreinigingen (uitgemiddeld per vlieguur) sinds de start van de observaties in 1991. Ondanks dat het merendeel van dit laatste type lozingen waarschijnlijk legaal zijn, conform de internationale lozingsstandaarden, gaat het desalniettemin over vloeistoffen die in erg uiteenlopende mate schadelijk kunnen zijn voor het mariene milieu.

De observaties van de afgelopen weken moeten ons niet noodzakelijk zorgen baren, aangezien het op toeval kan berusten dat er meerdere overtreders in een korte tijdspanne actief waren in de Belgische Noordzeewateren. Deze resultaten tonen echter wel aan dat een verdere nauwgezette opvolging en handhaving vereist blijft, zowel op zee als aan wal. En dus ook in lucht blijft een snel opererend toezichtsplatform een absolute noodzaak.

02/07/2303/07/23

DEHEAT 2023/03 – Hvalfjördur – Op zoek naar water

26 juni 2023 – Vanochtend is het een drukte van belang op de RV Belgica, want het schip verlaat de haven van Reykjavik en stoomt naar het eerste bemonsteringsstation. Er hoeft geen lange weg te worden afgelegd, want de eerste dagen van de expeditie zullen worden doorgebracht in een fjord net ten noorden van de IJslandse hoofdstad. De fjord in kwestie is de Hvalfjördur, letterlijk vertaald de ‘walvisfjord’. Het duurt nog geen twee uur om aan te komen bij station HF3, dat de primeur krijgt om als eerste te worden bemonsterd. Die eerste bemonstering is altijd een cruciaal moment, want het is zeker beter voor het moreel om met een succes te beginnen. Slechts één ding is zeker op dit moment: het weer zal zeker geen spelbreker zijn! Het water is kalm, de wind is afwezig en er is een aangenaam zonnetje.

De DEHEAT-campagne begint met het inzetten van de CTD, wat de reguliere start van de activiteiten op elke monsterlocatie zal worden. CTD staat voor geleidbaarheid, temperatuur en diepte, parameters die worden gemeten door sensoren die zijn ingebouwd in een constructie die verder bestaat uit 24 zogenaamde Niskin-flessen die in een rozet zijn geplaatst. Om het eenvoudig te houden, noemen we het geheel gewoon ‘CTD’.

De rozet met 24 Niskin-flessen en CTD-sensoren verlaat de CTD-hangar van RV Belgica.

De CTD-constructie is een essentieel oceanografisch instrument. Terwijl de CTD door de waterkolom afdaalt tot net boven de bodem, kunnen de diepte en de veranderingen in temperatuur, zoutgehalte en zuurstofgehalte van het water in realtime op een computerscherm worden gevolgd. Afhankelijk van het verloop van deze parameters beslissen de wetenschappers op welke dieptes er waterstalen worden genomen. Dat is waar de Niskin-flessen van pas komen, die met een simpele muisklik één voor één op afstand kunnen worden gesloten. Dit gebeurt tijdens de reis van de rozet terug naar de oppervlakte.

Real-time monitoring van temperatuur, zoutgehalte en zuurstofgehalte om te bepalen op welke diepte de verschillende Niskin-flessen gesloten worden.

Tijdens de eerste trip van de CTD naar de bodem en weer naar boven was het bijzonder druk in het wetlab waar de computer staat waarop de CTD-parameters worden gevolgd. Iedereen wilde persoonlijk getuige zijn van de allereerste gegevens die verschenen tijdens de DEHEAT-expeditie. In de volgende dagen zal dit moment veel minder druk bezocht worden. Dit heeft natuurlijk niets te maken met een verlies aan interesse, maar is volledig te wijten aan het feit dat er tijdens de allereerste CTD nog geen andere activiteiten gestart waren. Op volgende stations zal het heel anders gaan en de timing van de activiteiten van verschillende wetenschappers zal daardoor ook steeds meer uiteenlopen.

Een druk wetlab tijdens de eerste CTD-metingen.

Later zullen het dus vooral een aantal vaste gezichten zijn die bij elke CTD aanwezig zijn, de beslissingen nemen over het verzamelen van watermonsters en de Niskin-flessen sluiten. Naast DEHEAT-hoofdwetenschapper Sebastiaan van de Velde bestaat het vaste CTD-team uit Kate, Lei en Felipe. Zij zijn het ook die uiteindelijk de inhoud van de Niskin-flessen op verschillende manieren en voor verschillende doeleinden zullen bemonsteren.

Er komt een behoorlijke administratie bij kijken, want iedereen aan boord wil zijn deel van het water, en het ene water blijkt het andere niet te zijn … Er moeten monsters genomen worden voor het bepalen van alkaliniteit, opgeloste anorganische koolstof, voedingsstoffen, silicium, metalen, zuurstof, magnesium en strontium, saliniteit, … en al deze monsters zijn nodig in verschillende volumes, moeten opgeslagen worden in verschillende recipiënten, vereisen verschillende bewerkingen en moeten naar verschillende plaatsen op het schip gebracht worden. Om de zaken nog ingewikkelder te maken, moeten sommige stalen enkel in de fjord verzameld worden, of later enkel in de open oceaan, of enkel op bepaalde diepten, en verschillende expeditiedeelnemers komen met grote of nog grotere flessen om ook hun deel van het water te krijgen …

Kate Hendry heeft de belangrijke taak om de gegevens bij te houden, niet alleen voor CTD-bemonstering maar voor zowat alle stalen die tijdens de expeditie worden genomen. Kate is oceanisch klimaatwetenschapper, chemisch oceanograaf of biogeochemicus bij de British Antarctic Survey. Ze maakt deel uit van de wetenschappelijke en stuurgroepen van DEHEAT en is ook aangewezen als de tweede hoofdwetenschapper van de expeditie.

Kate Hendry (British Antarctic Survey) is co-hoofdwetenschapper en algemeen datamanager tijdens de DEHEAT-expeditie met RV Belgica.

Kate legt uit wat dat betekent: “De functie van co-hoofdwetenschapper houdt in dat je er bent als gezond-verstand-check en als klankbord voor de hoofdwetenschapper. Op een expeditie als deze is er veel om over na te denken en in de gaten te houden, en er moeten veel belangrijke beslissingen worden genomen. Het is mijn taak om met ideeën, suggesties, alternatieven en oplossingen te komen voor eventuele problemen. Maar om eerlijk te zijn, Sebastiaan doet het geweldig, dus voor mij valt het allemaal wel mee, het loopt allemaal op rolletjes”.

Over de taak om alles bij te houden voegt ze toe: “Naast de wetenschap richt ik me op het gegevensbeheer, het verzorgen van het papierwerk, ervoor zorgen dat alles wordt gearchiveerd. Het laatste wat je wilt is dat er belangrijk papierwerk zoekraakt, dus ik zorg ervoor dat alles wordt gescand en gearchiveerd. Daarom zorg ik ervoor dat alles wordt gescand en gearchiveerd. Dit blijkt soms zelfs maanden of jaren na een veldcampagne nog nuttig te zijn, als iets mensen in verwarring brengt of voor een raadsel stelt, waardoor ze terug moeten gaan naar de vitale originele logboeken”.

Nu terug naar de CTD-bemonstering. Felipe Sales de Freitas, chemisch/geochemisch oceanograaf en postdoctoraal onderzoeker aan de Université Libre de Bruxelles, is direct betrokken bij het DEHEAT-project en zorgt voor wat kan worden beschouwd als de ‘klein volume CTD-bemonstering’ voor een hele reeks doelen, waarvan de meeste vereisen dat het water uit de Niskin-flessen wordt gefilterd.

“Maar eerst moeten we het heilige ritueel uitvoeren om elk recipiënt of werktuig drie keer te spoelen met het water dat we gaan bemonsteren”, legt hij lachend uit. “Vervolgens persen we water door spuiten en filters tot onze duimen helemaal verkrampt zijn”.

Felipe licht zijn rol in de DEHEAT Belgica-expeditie verder als volgt toe: “In deze expeditie ben ik eigenlijk een extra paar handen bij verschillende bemonsteringsacties vanwege mijn ervaring in veldbemonstering en analyse. Later zal ik veel van de outputgegevens van de sedimentboringen en wateranalyses gebruiken voor de geochemische modellering van DEHEAT”.

Felipe Sales de Freitas (ULB) tijdens de verwerking van CTD-watermonsters.

Lei Chou sleept ondertussen grotere containers heen en weer tussen de Niskin-flessen en een meer geavanceerde filteropstelling die ze zelf heeft meegebracht en die beter geschikt is om grotere volumes te filteren. Ze is marien biogeochemicus en emeritus professor aan de Université Libre de Bruxelles en blijft actief en betrokken bij zowel onderzoek als het opleiden van studenten.

Lei had heel weinig tijd om zich voor te bereiden op de DEHEAT-expeditie, maar haalt het onderste uit de kan: “Ik kreeg een ligplaats aangeboden op RV Belgica slechts enkele weken voor de start van de expeditie toen er plots een plaats vrijkwam door de annulering van een andere deelnemer. Ik moest snel schakelen en twee koffers met materiaal naar Reykjavik sturen omdat de Belgica de thuishaven Zeebrugge al had verlaten. Ik wil immers van de gelegenheid gebruik maken om bijkomende stalen te verzamelen voor het gehalte aan zwevende stoffen, voedingsstoffen, metalen en chlorofyl als aanvulling op het reeds zeer ambitieuze DEHEAT-plan”.

Lei Chou (ULB) tijdens de verwerking van CTD-watermonsters.

We kunnen er zeker van zijn dat het IJslandse zeewater veel minder geheimen zal hebben na de analyse van de DEHEAT-monsters.