Een vulkanische verrassing op de Mid-Atlantische Rug

Halverwege de tweede etappe van de NICO-expeditie dobbert ons schip midden op de Atlantische Oceaan. De Mid-Atlantische Rug is een interessante locatie voor mariene geologen want op deze plek wordt een nieuwe oceaankorst gevormd en drijven de platen uit elkaar.

24 januari 2018

Sofie Bosmans, Masterstudente Earth Surface Processes and Climate Records aan de Vrije Universiteit in Amsterdam, aan boord van de Pelagia. — Sofie Bosmans, masterstudente *Earth Surface Processes and Climate Records* aan de Vrije Universiteit in Amsterdam, aan boord van de Pelagia.
Sofie Bosmans

Bijzonder aan de Mid-Atlantische Rug (MAR) is dat hij hoger ligt dan de rest van de oceaanbodem. Het sediment is er rijk aan kalkdeeltjes die in diepere gebieden van de oceaan juist oplossen. De MAR is daarom uitermate geschikt om kalkskeletjes te onderzoeken. Fossielen zijn er beter bewaard gebleven en zo kunnen we onderzoeken wat de temperatuur van het oceaanwater was tijdens de laatste ijstijd. Maar om die temperatuur te bepalen, hebben we eerst een monster nodig van het sediment.

Op zoek naar kalkdeeltjes

Wanneer plankton of een ander micro-organisme sterft, blijft het skeletje achter. Deze kalkrijke skeletjes dwarrelen overal door het water. Tot een diepte van ongeveer 4500 meter lossen ze niet op, omdat de zee verzadigd is in calciumcarbonaat. Kom je nog dieper, onder de zogeheten Carbon Compensation Depth (CCD), dan is de druk zo hoog dat de oplosbaarheid toeneemt en de kalkskeletjes oplossen. Wil je op zoek naar resten van skeletjes, dan kun je dus niet te diep meten. Bij het nemen van sedimentkernen moet je ook rekening houden met de diepte van de CCD in het verleden. Door de toename van hoeveelheid door de oceaan opgenomen CO₂, stijgt de CCD. Je moet dus een sedimentkern nemen op een plek waar de CCD nu en in het verleden onder lagen zodat je een mooi bewaarde opeenvolging hebt van sedimenten.

Schimmels

Voordat we een kern van de MAR kunnen nemen, is het van belang dat we een goed beeld krijgen van hoe het er op de zeebodem uitziet. Sonar is daarbij onze beste vriend. Vanaf het schip zenden we geluidsgolven uit die eenmaal beneden worden teruggekaatst en weer opgevangen en zo ontstaat er een nauwkeurig beeld van het reliëf van de oceaanbodem. De mariene geologen aan boord kiezen aan de hand van deze beelden de locatie uit waar ze graag een monster van willen hebben.

Dan sturen we de multicorer naar beneden, een apparaat dat vervolgens twaalf kleine kernen neemt van het bovenste deel van de oceaanbodem. Het apparaat neemt zowel monsters van het sediment als het bodemwater. Handig voor onderzoekster Judith van Bleijswijk, want zij doet onderzoek naar schimmels. Als laatste sturen we de pistoncore naar beneden die een langere kern neemt. Dat gaat als volgt: de pistoncore zinkt de bodem in door het gewicht dat erop zit. Er wordt verder niet meer op geduwd. Als de bemanning ziet dat de lijn slap hangt, is de pistoncore vol en halen ze hem weer naar boven. Doordat de pistoncore puur door zwaartekracht in de bodem zakt, weet je van te voren nooit hoeveel sediment er in zal zitten. Het blijft dus spannend tot op het moment dat je de inhoud verwerkt. Wij gebruiken een kunststof buis als inwendige buis, die we vervolgens in stukken van één meter snijden en in de koelcel bewaren. Zo haalden we op de eerste locatie 8.40 meter sediment naar boven.

Het sediment bestaat voornamelijk uit kalkskeletjes van kleine organismen die in het water hebben geleefd: eigenlijk is het een groot kerkhof. Normaal zijn dit soort sedimenten spierwit – net zoals de kliffen bij Dover of Calais – maar hier zijn ze oranje-bruin van kleur als gevolg van het stof uit de Sahara dat er ook in terecht is gekomen. Heel apart om te zien.
Sofie Bosmans

Vulkanische verrassing

We zoeken een nieuwe geschikte locatie op nog geringere waterdiepte en nog dichter bij de MAR. We passen hier dezelfde strategie toe: we bekijken eerst een geschikte locatie, nemen dan twaalf korte kernen en vervolgens een lange pistonkern. We turen de bodem af op de sonarbeelden van de Multibeam, maar dan gebeurt er ineens iets onverwachts: we zien een ronde structuur verschijnen met een opstaande rand en een lager gelegen centrum. “Hé, een vulkaan!”, roepen de geologen enthousiast. “Zou hij het nog doen?” Onze expeditieleiders Frank Peeters (Vrije Universiteit) en Geert-Jan Brummer (NIOZ) menen dat we daar snel genoeg achter komen. Ze zijn beide geoloog en besluiten al snel om middenin de krater, die zo’n 600 meter is in diameter, een kern te nemen.

Sonarbeelden van een oude vulkaan op de bodem van de oceaan (in de rode cirkel). De vulkaan is zo’n 600 meter in diameter en de vulkaanrand ligt ongeveer 100 meter hoger dan het omringende landschap.
Sofie Bosmans

Gespannen wachten we op het resultaat. De pistoncore moet een lange reis naar beneden maken en daardoor duurt het even. Na drie uur komt hij eindelijk boven en vangen we de eerste glimp op van de oranje-bruine kalkrijke sedimenten die, zoals blijkt, prachtig bewaard zijn gebleven als gevolg van het beschermende opstaande randje van de vulkaan. Het randje heeft de sedimenten vastgehouden en beschermt tegen bijvoorbeeld de bodemwaterstroming.

Met dit resultaat kunnen we ook gelijk antwoord geven op onze eerste vraag. De vulkaan is niet meer actief; anders hadden we een lege kern gekregen of misschien wel een stuk basalt teruggevonden. Gelukkig voor de geologen en paleo-klimatologen wordt ook deze kern gebruikt voor klimaatonderzoek. Over een poosje weten we hoe warm het oceaanwater was in de laatste ijstijd of zelfs nog van daarvoor en hebben we een beeld van de veranderingen van het Saharastof in de geologische geschiedenis.