Participerende wetenschappers
Frank Dehairs
Het klimaat op Aarde is in het
verleden sterk veranderd door natuurlijke processen, inclusief
veranderingen in de uitwisseling van CO2 (koolstofdioxide) tussen
de atmosfeer en de oceaan. De mens veranderd deze natuurlijke
cycli door de enorme uitstoot van CO2 bij de verbranding van
fossiele brandstoffen en door ontbossing. Het CO2 gehalte in
de atmosfeer stijgt daardoor exponentieel. Een groot deel van
de CO2 wordt opgenomen door de oceanen, waarvan de oceaan rond
Antarctica een belangrijk deel uitmaakt. Om het klimaat te begrijpen
en te voorspellen is het belangrijk te weten wat de oceaan doet
met de CO2 afkomstig van de atmosfeer. Er zijn pure fysische
en chemische processen bij betrokken (CO2 lost op in zeewater
en reageert met water) maar ook biologische, zoals fotosynthese
door eencellige algen (fytoplankton) en ademhaling door bacteriën,
plankton en hogere organismen. Fotosynthese fixeert koolstof
van CO2 in organisch weefsel (fytoplankton biomassa). Deze biomassa
kan dan opgegeten worden door zooplankton, vissen of kan simpelweg
sterven en zinken naar de diepe oceaanbodem. Ook zooplankton
en vis scheiden afvalmateriaal uit en sterven en dragen op die
mannier bij tot de flux van ‘dood organisch koolstof (detritus)
naar de diepzee. Dit proces van koolstoftransfer naar de diepzee
via zinkende biomassa wordt de biologische koolstofpomp genoemd.
Het werkt naast de fysico-chemische koolstofpump, dewelke gekoppeld
is aan CO2-oplosbaarheid en het zinken van oppervlaktewater naar
grotere diepte, zoals gebeurd in de zeer koude hoge latitude
regio’s. Ik ben geïnteresseerd in onderzoek naar deze
detritus flux en in het begrijpen van wat er gebeurd met de detritus:
bereikt het het sediment om er te accumuleren (en fossiele brandstof
te vormen) of wordt het opgenomen door diepzee bacteriën
die daarbij organisch koolstof terug omzetten in CO2? In het
eerste geval heeft de biologische een negatieve feedback op ‘global
warming’ (het ontneemt een gedeelte van de uitgezonden
broeikasgassen van de atmosfeer), terwijl in het 2e geval er
een nuleffect is doordat op een dag het diepzeewater zal terugkeren
naar de oppervlakte waarbij het CO2 terug in de atmosfeer vrijkomt.
We bepalen de koolstofflux uit oppervlaktewater door spoorelementen
en natuurlijke stabiele en radioactieve isotopen te bestuderen
die als ‘proxies’ optreden van het koolstofproces.
We wensen ook te weten wat de variabiliteit is van deze processen
in ruimte en tijd en welke factoren de processen controleren.
Vooral het element ijzer werd geïdentificeerd als een belangrijke
controlefactor van de biologische activiteit en dus ook van de
detritus flux naar de diepe oceaan.
Mijn onderzoek valt binnen het domein van marine biogeochemie. Het omvat de disciplines marine biologie, geologie en chemie. Je kan dus een marine biogeochemicus worden vanuit zowel een biologische, een chemische of geologische opleiding.
Vooraleer te vertrekken op expeditie naar de Zuidelijke Oceaan moet je al het wetenschappelijk materiaal zorgvuldig voorbereiden (chemicaliën; staalname-apparatuur; analyse-instrumenten). Je moet controleren dat al het materiaal perfect werkt en dat je geen chemicaliën of uitrusting, hoe klein ook, bent vergeten, maar dat alles aan boord van het schip is klaar om met het werk te starten. Je schip is immers alleen op de wijdse oceaan en niemand kan reserveonderdelen of vergeten voorwerpen komen brengen… Indien mogelijk, dan gebruiken we een labo-container van het Belgische Noordzee onderzoeksschip de Belgica. Deze labo-container wordt volledig klaargemaakt in België en wordt dan verstuurd naar de vertrekplaats van het expeditieschip: Punta Arenas, Ushuaia, Hobart, La Réunion…Daar wordt de container op het schip geladen, meestal een grote ijsbreker zoals de Polarstern, Aurora Australis, Marion Dufresne, respectievelijk Duitse, Australische en Franse schepen. We varen mee met buitenlandse schepen omdat dat België zelf geen ijsbrekend schip heeft voor operaties in polaire zeeën. Je moet natuurlijk ook speciale kledij meenemen aangezien de buitentemperaturen op het dek negatief en dichtbij 0° C liggen, zelfs gedurende de Antarctische zomer (van december – februari). Op zee ervaar je echter niet de ongelooflijk koude temperaturen die typisch zijn voor het Antarcticacontinent. De Zuidelijke Oceaan is immers een warmtereservoir voor de atmosfeer en de temperatuur boven de zee is bijgevolg hoger dan boven het continent. Desalniettemin is het binnen in de labo-container, geïnstalleerd buiten op het dek, tamelijk koud; je kan het vergelijken met een aantal uren werken in de koelkast.
Wat me fascineert wanneer ik op
expeditie ga is de wijdheid van de oceaan, de nooit bereikbare
horizon en wanneer we in de nabijheid komen van Antarctica, het
zicht van enorme ijsbergen, het pakijs en tenslotte de ijsrand,
het laatste obstakel voor het bereiken van het continent. Deze
altijd bewegende omgeving is nooit monotoon vanwege het veranderende
zonlicht: de middernachtzon op een bevroren oceaan met ijsbergen
drijvend dichtbij is een onvergetelijk zicht. Er is natuurlijk
ook al het leven in de oceaan en op het ijs: albatrossen boven
de open winderige oceaan, pinguïns, walvissen en zeehonden
wanneer we het continent naderen. Oceanografen kunnen helaas
niet al te lang naar al dit wonderbaarlijks kijken; zij moeten
hun diepzeestalen nemen en deze analyseren in hun (koude) labo’s.
Maar aan boord van het schip is niet alles werk; er is ook het
sociale leven en er is zelfs de mogelijkheid om feestjes te organiseren.
Maar let op: binnen de paar uur moet er terug gewerkt worden
!
|
 |
 |
|
 |
|
 |
|
 |
|
 |
|
 |
|
 |
|
 |
|
Mijn
onderzoek: