Naar de content

Vastgevroren voor de wetenschap

Een schip op het ijs.
Een schip op het ijs.
Michael Gutsche via CC-BY 4.0

Tientallen internationale wetenschappers lieten zich doelbewust op een ijsbreker vastvriezen in het Noordpoolijs om onderzoek te doen naar het effect van klimaatverandering. Twee biologen die er de levensloop van de Arctische kabeljauw bestudeerden, vertellen NEMO Kennislink hoe dat was.

15 september 2020

Ingepakt in dikke lagen kleding tegen de gierende wind en de extreme kou schuifelen ze over het ijs. De thermometer op het schip gaf -38 graden aan, maar het voelt veel kouder. Blote huid bevriest in deze omstandigheden binnen enkele minuten. Met zijn achten zijn de wetenschappers op weg naar ‘Ocean city’: een groepje tenten dat ze als onderzoeksstation gebruiken. Vlakbij de tenten hebben ze eerder een gat in het ijs gemaakt. Voorzichtig controleren ze het net dat erin hangt om te kijken of ze kabeljauw gevangen hebben. Buiten het onderzoekskamp speurt een bewapende collega de horizon af naar naderende ijsberen.

Serdar Sakinan van Wageningen University is een van die onderzoekers. Hij ging mee op de derde etappe van de MOSAiC (Multidisciplinary drifting Observatory for the Study of Arctic Climate) expeditie, die als doel heeft het effect van smeltend poolijs in kaart te brengen.

Verjaardag

Aanstaande zondag 20 september is het precies een jaar geleden dat het Duitse onderzoeksschip de Polarstern de haven van de Noorse stad Tromsø verliet. Met ongeveer 100 mensen aan boord koerste het schip naar de Noordelijke IJszee, in navolging van de Noorse ontdekkingsreiziger Fridtjof Nansen. Net als Nansen in 1893 deed, wilde de Polarstern-bemanning het schip laten vastlopen in het ijs. Door vervolgens een jaar lang met het poolijs mee te drijven zouden wetenschappers dan eindelijk ter plekke onderzoek kunnen doen, bijvoorbeeld naar het gedrag van het ijs, de micro-algen in het ijs die CO2 opnemen en klimaatkoelende gassen produceren, of de dieren die op en rond de Noordpool leven. De kennis van dit deel van de Arctische oceaan is vooral buiten de zomermaanden beperkt.

Waar Nansen zich moest behelpen met een houten zeilschip (de Fram), hebben de onderzoekers van nu de beschikking over een moderne en zeer goed uitgeruste ijsbreker. Bovendien worden zowel de onderzoekers als de bemanning – bestaande uit zeelieden, technici, monteurs, helikopterpiloten, een bakker en een kok, een scheepsarts, een verpleegkundige en enkele ijsbeerwachters – om de twee à drie maanden vervangen door een nieuwe ploeg. De MOSAiC-expeditie verloopt vooralsnog dan ook een stuk voorspoediger dan Nansen’s avontuur (dat er op uit draaide dat hij het schip achter zich liet en met honden en sleden verder ging).

Het eerste MOSAiC-team vond een geschikte ijsschots om het schip aan te verankeren, en bouwde hier een nederzetting met meetstations en zelfs een landingsbaan voor kleine vliegtuigen. Hier zette bioloog Serdar Sakinan van Wageningen University & Research (WUR) op 28 februari voor het eerst voet aan ijsschots.

Het werkgebied van de MOSAiC-expeditie. rechts is het schip te zien. Links staat alle apparatuur en de 'kampen' die de wetenschappers op het ijs hebben gebouwd.

Het werkgebied van de MOSAiC-expeditie. rechts is het schip te zien. Links staat alle apparatuur en de ‘kampen’ die de wetenschappers op het ijs hebben gebouwd.

Christian Rohleder

Schiettraining

Sakinan mocht onverwachts mee met de expeditie omdat zijn collega Fokje Schaafsma zwanger was en zij niet mee kon. Na een schiettraining vanwege de vele ijsberen in het gebied en uitleg over het leven aan boord, vertrok hij eind januari met een andere ijsbreker naar het onderzoeksschip de Polarstern. “Die tocht duurde bijna een maand omdat het schip waar we op zaten moeite had door het ijs te breken en omdat de weersomstandigheden erg slecht waren”, vertelt Sakinan. “Daardoor had ik veel tijd om me goed voor te bereiden en aan de kou te wennen.” Eenmaal aan boord begon het zware werk in gure omstandigheden om uit te vinden hoe het met de Arctische kabeljauw gaat.

Het kamp kreeg regelmatig bezoek van ijsberen. Daarom stonden er altijd mensen op wacht. Deze foto won de World Press Photo Award voor een individuele foto in de categorie “Environment”.

 Alfred-Wegener-Institut / Esther Horvath via CC-BY 4.0

Schaafsma trok al een aantal keer in de zomermaanden naar het noordpoolgebied om de vis te onderzoeken. “Uit dat onderzoek blijkt dat jonge Arctische kabeljauwen meedrijven met het zee-ijs. Ze gebruiken het als vervoermiddel en beschutting om vanaf hun geboorteplaats in ondiepe wateren naar dieper gelegen delen van de Arctische Oceaan te komen.” Schaafsma wil graag weten waar de vis in de andere seizoenen heen trekt. “Blijven ze vlak onder het ijs of gaan ze naar grotere diepten? En wat eten ze daar dan? Deze expeditie gaf ons de ideale kans om dat te onderzoeken.”

IJs als vervoersmiddel

Het zijn interessante vragen omdat de vissoort een belangrijke rol heeft in het ecosysteem van het poolgebied. De vis eet kleine kreeftjes die onder het ijs leven en wordt zelf gegeten door zeehonden en vogels. “Als het zee-ijs verdwijnt, verliest de soort zijn leefgebied. Hij kan niet langer schuilen onder het ijs voor roofdieren en verliest ook zijn vervoersmiddel.” Schaafsma wil weten wat het effect is op de soort. “Door het verdwijnende ijs moeten ze voedsel zoeken in het leefgebied van andere dieren waardoor de concurrentie hoger is. Daarnaast bestaat de kans dat door het opwarmende water, dieren uit zuidelijke gebieden naar het Noorden trekken en ook zij concurreren om hetzelfde voedsel.” Bovendien kunnen mensen straks ook in het centrale deel van de Noordelijke IJszee vissen.

Om antwoorden te krijgen op al die vragen, had Sakinan verschillende methodes tot zijn beschikking. Om de hoeveelheid prooien in beeld te brengen gebruikte hij een echo sounder. Dit apparaat meet niet alleen de diepte, maar brengt ook diverse organismen in beeld. Het apparaat zendt namelijk geluidspulsen uit en meet de tijd tussen verzending en ontvangst van het teruggekaatste signaal. Plankton concentreert zich en verschijnt daardoor als een laag op de laptop die aan de echo sounder is gekoppeld. Hierdoor kunnen onderzoekers zien wat de prooidichtheid is, maar niet welke dieren er precies in zitten.

Om gegevens en monsters direct onder het ijs te verzamelen, wordt een Remotely Operated Vehicle (ROV) gebruikt. Het net dat aan deze ROV is bevestigd kan horizontaal bemonsteren. Hierdoor kunnen kleine dieren worden gevangen die het zee-ijs gebruiken voor bijvoorbeeld voedselvoorziening of als schuilplaats. De onderzoekers laten de ROV in een gat zakken dat ze in het ijs hebben geboord. Om het gat staat een tent om wat bescherming te bieden tegen de gure omstandigheden.

Carin Ashjian

“Daarnaast gebruikten we een ROV (Remotely Operated Vehicle)”, zegt Sakinan. “Daar hing verschillende apparatuur aan, zoals een camera waarmee we al het onderwaterleven konden filmen. Ook koppelden we er een net aan waarmee we kleine dieren konden vangen, zoals de prooien van de kabeljauw, om ze te bestuderen.” Die ROV lieten ze in een gat in het ijs zakken. Sommige van die gaten waren afgedekt met een tent, die de onderzoekers beschermde tegen het koude weer.

Scheurend ijs en een pandemie

De werkomstandigheden waren niet makkelijk. “De ijsschots waarop we het ijskamp hadden gebouwd scheurde regelmatig. Daardoor verloren we bijvoorbeeld een van de gaten waarin we onderzoek deden.” Op een gegeven moment kwam er zo’n zware storm dat de apparatuur in gevaar kwam. “Toen hebben we alles aan boord gebracht. Nadat de storm ging liggen, waren de tenten uit onze onderzoeksdorpen compleet bedolven door ijs.”

En toen kregen ze ook nog te maken met een pandemie. In het begin had het geïsoleerde team helemaal niet door wat er speelde. Sakinan: “We hadden nauwelijks contact met de buitenwereld. De enige informatie die we hadden kwam via de satelliettelefoon waarmee we naar familie konden bellen.” Al snel bleek dat er geen vliegtuigen, helikopters of boten meer hun kant op mochten komen. Het schip zelf zat nog muurvast in het ijs. “Ik maakte me weinig zorgen want we hadden nog genoeg eten en brandstof.” Uiteindelijk zat er niets anders op dan te wachten totdat de Polarstern de plek in het ijs kon verlaten en terug kon varen naar Spitsbergen. Half juni, tweeënhalve maand later dan gepland, stond Sakinan weer aan wal en kon hij beginnen met de analyse van al die verzamelde data. De Polarstern keerde terug naar zijn plek in het ijs.

Opkomende scheuren in de ijsschots brengen het ijskamp en de daarop geïnstalleerde apparatuur in gevaar.

 Manuel Ernst

Hoe het verder ging

Eind juli, toen Sakinan alweer een paar weken terug was, brak de ijsschots waar de Polarstern aan verankerd was. Na een nieuwe bevoorradingsronde en wisseling van bemanning zette de ijsbreker op 13 augustus koers naar het topje van de aarde: de geografische Noordpool. Vanaf zijn vertrekpunt tussen Groenland en Spitsbergen, op 80 graden noorderbreedte, wist het schip de afstand van 1200 kilometer in zes dagen te overbruggen. En dat is snel.

“Het ijs was verbazend zacht en dun, zelfs in het noordelijke deel van de route”, verklaarde kapitein Thomas Wunderlich in een persbericht van het Alfred Wegener Institut in Bremerhaven, Duitsland. Wunderlich kon de Polarstern langs een min of meer rechte lijn naar de pool sturen. “Normaal gesproken is het verstandig het gebied direct ten noorden van Groenland te ontwijken, omdat hier het dikke oude ijs ligt dat nagenoeg ondoordringbaar is. Maar nu kwamen we zelfs uitgestrekte stukken open water tegen, bijna tot aan de pool.”

Onrustbarend?

Hoe onrustbarend is het gemak waarmee de Polarnstern de Noordpool bereikte? Zegt het iets over de klimaatverandering? “Ja, dit is geen toevallig gevolg van de grilligheid van het weer”, zegt Michiel van den Broeke, polair meteoroloog bij de Universiteit Utrecht, die zelf niet aan de expeditie deelnam. Het verdwijnen van het ijs bij de Noordpool is een van de meest duidelijke gevolgen van de opwarming van het klimaat.

“Het dikste zeeijs van het Noordpoolgebied is meerjarig. Dat overleeft de zomer en wordt dus van jaar tot jaar dikker, tot wel enkele meters”, legt Van den Broeke uit. Dit ijs bevond zich normaliter boven Groenland en Canada en rond de geografische Noordpool. Van den Broeke: “Maar het is aan het verdwijnen, en dat is onderdeel van een langjarige trend.”

Op satellietbeelden is deze ontwikkeling al een tijdje te zien.

In de laatste fase van de reis zullen de onderzoekers het begin van de nieuwe vorstperiode nog meemaken. Naar verwachting is het schip 12 oktober terug in Bremerhaven in Duitsland.

ReactiesReageer