Op zoek naar de polsslag van het klimaat

Erik Hardeman

Het moment staat Janine Nauw en Virginia Palastanga nog steeds helder voor de geest. Die dag waren er watermonsters genomen in het diepste deel van het Mozambique Channel, de smalle doorgang tussen het Afrikaanse vasteland en het eiland Madagascar, en nu zou dat water worden getest op de aanwezigheid van zuurstof. Normaal gesproken bevat water minder zuurstof naarmate het zich op grotere diepte bevindt, maar de voorspelling van het wetenschappelijk team aan boord van de Darwin was, dat in het 2,5 kilometer diepe Mozambique Channel juist in het diepste gedeelte zeer zuurstofrijk water voorkomt.

We hadden op het smalste punt van het Kanaal watermonsters genomen op verschillende diepten en op verschillende afstanden van Mozambique vertelt Janine. “Dat water hebben we getest op de aanwezigheid van zuurstof en van de resultaten heb ik een contourfiguur gemaakt, zeg maar een dwarsdoorsnede van het Kanaal op die plek. Daaruit bleek duidelijk dat in het diepste gedeelte relatief zuurstofrijk water voorkwam. Onderzoekers van het Nederlands Instituut voor Onderzoek van de Zee (NIOZ) hadden met een zuurstofsensor ook zo’n contourfiguur gemaakt en de twee plaatjes kwamen wonderwel overeen. Dat was natuurlijk geweldig. Niet alleen was onze hypothese bevestigd, maar ook bleek dat onze metingen heel nauwkeurig waren geweest. We hebben meteen een fles wijn opengetrokken.”

Het klinkt leken misschien vreemd in de oren, zoveel opwinding over de ontdekking van een beetje zuurstof in de Indische Oceaan. Maar wie dat zegt, onderschat de betekenis van die ontdekking, waarschuwt prof. dr. Will de Ruijter, de Utrechtse leider van een langdurig onderzoeksproject dat tot doel heeft de stromingen in de wereldzeeën in kaart te brengen. Uiterst belangrijk, want wie de zeestromen doorgrondt, heeft de sleutel voor een beter begrip van het klimaat in handen, stelt De Ruijter. De oceanen spelen een centrale rol in het klimaatsysteem op aarde vanwege hun vermogen om warmte op te nemen en het elders weer af te staan. Dat wij zo’n gematigd klimaat hebben, is mede te danken aan de warmte die de Golfstoom op de Atlantische Oceaan aan de atmosfeer afgeeft en die via de daar heersende westenwinden naar Europa wordt getransporteerd.

De belangstelling van de Utrechtse klimaatonderzoekers gaat de laatste jaren vooral uit naar de wateren rond het zuidelijk deel van het Afrikaanse continent. Op zijn PC tovert De Ruijter met groot enthousiasme fraai gekleurde plaatjes tevoorschijn, waarop de Indische Oceaan veranderd lijkt in een schilderspalet. Vanaf de Indonesische archipel loopt een brede rode band via India en door het Mozambique Channel richting Zuid Afrika. Daar buigt de band naar links om via een zuidelijke route terug te lopen naar het oosten. Langs de Afrikaanse oostkust vertoont de rode band echter curieuze blauwe vlekken, die ook zichtbaar zijn aan de andere kant van Kaap de Goede Hoop.

De Ruijter: “Die rode band is de Agulhas Stroom, die warm water vanuit de omgeving van Indonesië meevoert naar het westen. Dat water doet daar een paar jaar over en stroomt vervolgens via een zuidelijker route weer terug naar het oosten. Lange tijd is gedacht dat er in die omgeving niet veel aan de hand was, maar drie jaar geleden hebben wij tijdens de expeditie van de Pelagia ontdekt dat de snelheid van de stroming ter hoogte van de oostkust van Afrika een relatief grote invloed heeft op het klimaat. Ik noem haar daarom vaak de polssslag van het klimaat. Afhankelijk van die snelheid ontstaan zogeheten wervels, delen van de oceaan, waar het water langzaam ronddraait en waar het bovendien bijna een meter uitsteekt boven de rest van het zeewater. Eerder heb ik die wervels — met soms een oppervlakte zo groot als Nederland — in het Ublad vergeleken met puisten op het zeeoppervlak.

In plaats van bij Kaap de Goede Hoop naar het zuiden af te buigen, drijven die wervels de Atlantische Oceaan op. Hun Indische Oceaanwater bereikt via de kust van Zuid-Amerika de Caraïbische Zee, vermengt zich daar met de Golfstroom en komt zo uiteindelijk in de Noord Atlantische Oceaan terecht. Dat mechanisme hadden wij tijdens eerdere expedities al aangetoond, maar inmiddels waren wij verder gaan rekenen en hadden we de hypothese opgesteld dat dat water daarvandaan weer terug naar het zuiden stroomt. Omdat het in de noordelijke zeeën sterk is afgekoeld, zakt het naarmate het verder zuidelijk komt naar diepere gedeelten. Als die hypothese klopte, zou dat koude water wel eens onder de Agulhas Stroom door terug de Indische Oceaan in naar Indonesie kunnen stromen, was onze verwachting. En dat zou je weer kunnen afleiden uit het zuurstofgehalte, omdat dat water relatief kort geleden in de Noord-Atlantische Oceaan aan het oppervlak veel zuurstof heeft opgenomen en dat mee de diepzee in heeft genomen. Onder meer om die hypothese te testen zijn Janine en Virginia met de Darwin meegevaren.”

Die test pakte positief uit en daarmee is weer een bouwsteen toegevoegd aan onze kennis over de grootschalige beweging in de wereldzeeën. “Maar dat we vandaag iets meer te weten komen over wat er in de Indische Oceaan gebeurt, betekent niet dat we morgen betere weersberichten kunnen maken, waarschuwt De Ruijter. Dit is onderzoek van lange adem dat beetje bij beetje verbanden probeert bloot te leggen tussen wat er in de oceanen gebeurt en het klimaat. Dat is werk van zeer lange adem, waarmee we de klimaatmodellen die we gebruiken steeds verder hopen te verfijnen. Als we al voorspellingen kunnen doen, dan praten we over tijdschalen van tientallen jaren.”

Maar uiteindelijk is het doel van al dat onderzoek natuurlijk wel een beter begrip van de factoren die ons klimaat beinvloeden, bevestigt De Ruijter. “Heel interessant is bijvoorbeeld de recente ontdekking dat tijdens de laatste ijstijden de doorstroomgang tussen de Indische Oceaan en de Atlantische Oceaan geheel of gedeeltelijk was afgesloten. Dat is waarschijnlijk geen toeval. Zo'n ontdekking maakt, lijkt me, afdoende duidelijk hoe dramatisch de invloed van veranderingen in zeestromen op het klimaat op aarde kunnen zijn.”

De Nederlandse bijdrage aan de expeditie met de Darwin werd georganiseerd door het NIOZ en mede gefinancierd door NWO uit het programma Klimaatvariabiliteit.