Je leest:

Aardwetenschappers Utrecht op expeditie in Japan

Aardwetenschappers Utrecht op expeditie in Japan

Auteurs: , en | 18 augustus 2011

In augustus 2011 ging een team van Europese en Japanse wetenschappers op onderzoekscruise in Japan. Doel was de impact van de aardbeving en tsunami van 11 maart 2011 op het mariene ecosysteem en het herstel van de zeebodem te onderzoeken.

Blog12
Universiteit Utrecht

In de tweede helft van augustus 2011 deed het team van Europese en Japanse wetenschappers een wetenschappelijk onderzoekscruise op de R/V Tansei Maru, bij Tohoku in Japan. Deelnemers Gert-Jan Reichart, Karoliina Koho en Lennart de Nooijer van de Universiteit van Utrecht hielden een blog bij van de expeditie.

Direct naar:

Het zit er op

Het veldwerk zit er op. Eenmaal terug in Utrecht zullen we de verzamelde monsters gaan analyseren op metaalsporen en organische verbindingen, en proberen de ecologische omstandigheden waaronder het sediment is afgezet te achterhalen. De resultaten zullen nog even op zich laten wachten – maar Kennislink houdt u op de hoogte!

↑ Terug naar boven ↑

De tsunami-afzetting gevonden?

Eindelijk is de storm gaan liggen, om drie uur vanochtend. De golven waren wel tot vijf meter hoog! Werken op het dek was daardoor 24 uur lang onmogelijk. Ongebruikelijk slecht weer, voor de tijd van het jaar. Maar nu konden we dan eindelijk weer aan de slag.

We begonnen meteen, met het onderzoeken van de ondiepe zeebodem dit keer – de diepte is hier 200 meter. De zeebodem was aardig zandig, maar tevens behoorlijk levendig. We vonden onder meer slangsterren en grotere zeewormen (polychaetes). Dieper in de sedimentlaag stuitten we op vulkanische bommen – grote brokken gesteente, in dit geval van enkele centimeters, die bij een vulkanische uitbarsting de lucht in geslingerd zijn. Zou dit dezelfde laag kunnen zijn die we enkele dagen geleden in de diepe zee aanboorden? (Zie dag 2) We kunnen het pas met zekerheid vaststellen als we de bommen gedateerd hebben in het laboratorium. Dat gaat nog wel enkele maanden duren..

Blog41
Sedimentmonsters, omhooggehaald van een diepte van 75 meter. De bovenste laag bleek uit gebroken schelpen en grof en ongesorteerd zand te bestaan – dit in tegenstelling tot de lagen daaronder.
Universiteit Utrecht

We vervolgden de reis richting de Japanse kust. Toen de diepte van de zee was afgenomen tot 75 meter kwam ons monster-apparaat (de ¨multi-corer¨) met een opmerkelijk stuk zeebodem omhoog. Er lag een laag van groffe sedimenten, bestaande uit gebroken schelpen en ongesorteerd puin, bovenop een veel fijnere en goed gesorteerde sedimentlaag. Bovendien was er opeens geen teken van leven meer te ontdekken. Zou dit de tsunami-afzetting kunnen zijn? Snel openden we de onderwatercamera die aan de multi-corer vastzit om de zeebodem te filmen. Wat we zagen was een deken van gebroken schelpen, zoals je vaak aantreft aan het strand, die de hele zeebodem bedekte. Er moet zich hier een voorval van formaat hebben afgespeeld, waardoor deze enorme hoeveelheid kustmateriaal naar een diepte van 75 meter is gebracht. Verder onderzoek, zoals een precieze datering en het zoeken naar sporen van radioactiviteit (van de Fukushima fall-out) zal moeten uitzwijzen of we hier werkelijk met de tsunami-afzetting van doen hebben – maar het lijkt er verdacht veel op. De veroorzaakte schade is dan kennelijk ook onder water aanzienlijk.

↑ Terug naar boven ↑

Lage-zuurstof monsters

In de nacht zijn we naar wat ondieper water gevaren (500-1000 meter), in een gebied waar op de zeebodem een permanent tekort aan zuurstof heerst. Slechts enkele dieren kunnen leven onder deze extreme omstandigheden.

Het lage zuurstofgehalte heeft te maken met de grote hoeveelheid algen die dichtbij het wateroppervlak aanwezig zijn. Door de oceaanstroming rond noordoost Japan wordt water met veel voedingsstoffen samengebracht, hetgeen de groei van deze microscopisch kleine organismen stimuleert. Als ze sterven zinken hun cellen naar de bodem van de oceaan, waar ze door bacteriën worden opgegeten. Dit proces kost zuurstof, en veroorzaakt dus grote gebieden op de oceaanbodem met zuurstoftekort (een zuurstofminimum-zone).

Zulke zones komen overigens niet alleen hier voor, maar overal ter wereld. Door de opwarming van de aarde zullen het er bovendien steeds meer worden, omdat warm water minder zuurstof kan opnemen dan koud water. Omdat de zeebodem in dit soort gebieden nauwelijks wordt omgewoeld door allerlei beestjes zijn het ideale plekken om geologisch veranderingen uit het verleden te bestuderen. Eerdere tsunami’s konden hier met een hoge nauwkeurigheid worden bestudeerd.

Blog31
Karoliina Koho analyseert het sediment in een stikstoftent, om vervuiling van het monster met zuurstof te voorkomen.
Universiteit Utrecht

De Geochemiegroep van Utrecht heeft veel ervaring met onderzoek aan de chemie van poriënwater uit de zeebodem onder zuurstofarme omstandigheden. Ons team is gevraagd aan deze expeditie deel te nemen om het water uit de sedimenten van deze meetstations te bemonsteren. We werken hierbij in speciale tenten gevuld met stikstofgas, om chemische reacties van het water met zuurstof te voorkomen.

Al met al is het behoorlijk uitdagend allemaal, en het weer werkt ook al niet erg mee. In de avond neemt de windsnelheid verder toe en wordt het te gevaarlijk om op het dek te werken en de machines die de zeebodem bemonsteren te bedienen. In plaats daarvan bevestigen we alle apparatuur in het lab nog eens extra stevig, en maken we ons op voor een stormachtige nacht…

↑ Terug naar boven ↑

Ter zee!

Deze ochtend voer de Japanse/Franse/Nederlandse expeditie uit om de haven van Hachinohe achter zich te laten. De reis naar de eerste lokatie die we willen onderzoeken nam het grootste deel van de dag in beslag, de zon was al onder toen we de eerste stukjes oceaanbodem op het dek hadden.

We verwachten in deze monsters van een diepte van 2000 meter en op 150 kilometer van de kust nauwelijks sporen van de tsunami aan te treffen, maar omdat er een storm op komst is zijn we toch maar als eerst naar de meest verweggelegen lokaties gegaan.

Blog21
Diepzeesedimenten opgeboord van een diepte van 2000 meter.
Universiteit Utrecht

De eerste boorkern werd dus omhoog gehaald, en onze ecologen heetten de diepzeebewoners welkom aan boord: Relatief grote zeekomkommers van ruim 5 centimeter, die zich op het sedimentoppervlak bevonden.

Het zijn gebruikelijke inwoners van de diepe oceaan, ze houden zich dus niet alleen in ondiep water op. Het zijn een soort stofzuigers, die leven van organische overblijfselen die naar beneden komen dwarrelen van het oceaanoppervlak. Wat opviel was dat ze tevreden bovenop het sedimentoppervlak stonden. Niet bepaald een aanwijzing voor de impact van een tsunami!

Blog22
Geochemicus Lennart de Nooijer doet analyses aan boord.
Universiteit Utrecht

De sedimenten zijn vervolgens tot in de vroege ochtend bewerkt in het lab. De geochemici willen meer weten over de chemische processen in de oppervlaktesedimenten, en namen monsters voor hun analyses.

Dit zal uiteindelijk informatie gaan opleveren over recente veranderingen of verstoringen in de sedimenten, zoals veranderingen in de zuurstofverzadiging (oxygenatie) van het bodemwater, en het transport van koolstof, stikstof en zwavel.

Op 30 centimeter beneden in de kern vonden we een laag gruis, bestaande uit stukken tot een centimeter groot. Het bleken overblijfselen van een vulkanische uitbarsting van een paar honderd jaar geleden te zijn. En dat herinnerde ons maar weer even fijntjes aan de enorme geologische krachten die in dit gebied kunnen optreden en die dit materiaal vanaf de kust over een afstand van 100 km kunnen ‘spugen’…

↑ Terug naar boven ↑

Bestemming bereikt!

We zijn er! Na een lange vlucht naar Tokio gevolgd door een ultrasnelle treinreis naar Hachinohe en een korte taxirit naar de haven konden we vanmorgen onze apparatuur op het onderzoeksschip de Tansei Maru laden.

Blog11
Gert-Jan Reichart bij de ultrahogesnelheidstrein.
Universiteit Utrecht

Vanuit de taxi naar de haven waren de sporen van de verwoesting van het land door de tsunami goed zichtbaar: Kapotte deuren, doorgebogen muren, omgevallen bomen… Even duidelijk – of misschien zelfs nog duidelijker – was echter te zien hoe hard en efficiënt de Japanners gewerkt hadden om de boel weer op te bouwen: de haven zelf lag er alweer prima bij. Vanwege het belang van de haven voor de lokale economie is dit dan ook één van de eerste plekken geweest waar de herstelwerkzaamheden begonnen. De mensen zelf zijn de gebeurtenissen natuurlijk nog lang niet te boven.

Blog13
Het uitladen van de apparatuur.
Universiteit Utrecht

Eenmaal aan boord hebben we de apparatuur uitgeladen en ons nieuwe laboratorium bekeken. Dit alles in een sfeer die een mengeling was van opwinding en vermoeidheid. De jetlag…

Aan het eind van de dag verlieten we het schip, tevreden en klaar om de zeereis de volgende dag te beginnen. Dat we in één van de meest seismisch actieve gebieden ter wereld zitten werd die nacht nog even goed duidelijk, toen we exact om 4.31 allemaal tegelijk wakker werden. De wekker? Een kleine aardbeving!

↑ Terug naar boven ↑

Rvtanseimaru
Monsters nemen van sedimenten, voor chemische analyse en onderzoek van de fauna van de zeebodem.
Universiteit Utrecht

Achtergrond van de expeditie:

Vrijdag 11 maart 2011 werd Japan getroffen door een van de meest krachtige aardbevingen in de geschiedenis van het land, met een magnitude van 9 op de schaal van Richter. Deze aardbeving werd gevolgd door een zware tsunamigolf die de kustgebieden verwoestte en de ramp met de Fukushima kerncentrale tot gevolg had. De schade op het vasteland is evident, maar in welke mate werd de onderwaterwereld beïnvloed? Dat moet gaan blijken uit de monsters die verzamled zijn tijdens deze expeditie. Het onderzoeksteam zal onder meer de benthonische foraminifera uit de Japanse wateren gaan onderzoeken. Dit zijn microscopisch kleine eencellige organismen die overvloedig aanwezig zijn in mariene omgevingen.

Foraminifera als ‘recorders’ van hun omgeving

Benthonische foraminifera zijn gevoelige ‘recorders’ van hun omringende milieu. Elke soort floreert onder andere omstandigheden en heeft dus zijn eigen ecologische niche.

Benthischeforaminiferauvigerinamediterranea
Electronenmicroscoop-foto van benthische foraminifeer Uvigerina mediterranea.
Universiteit Utrecht

Door het grote aanpassingsvermogen van deze organismen, kunnen veranderingen in hun milieu snel worden waargenomen aan de hand van hun structuur en samenstelling.

Verder kan chemische analyse van de kalkschelpen van de foraminifera aanvullende informatie opleveren. Zo kunnen sporen van metalen in de schelpen informatie verschaffen over temperatuur, zoutgehalte en zuurstofgehalte van de omgeving.

De Utrechtse wetenschappers hebben zich vooral gericht op veranderingen in de chemische omstandigheden op de zeebodem. Deze gegevens zullen worden gerelateerd aan de structuur van de ecologische omgeving. Daarnaast zullen langetermijneffecten worden bestudeerd aan de hand van analyses van metaalsporen

↑ Terug naar boven ↑

Zie ook:

Dit artikel is een publicatie van Universiteit Utrecht (UU).
© Universiteit Utrecht (UU), alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 18 augustus 2011

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.