Voor de Universiteit Van Vlaanderen legt David Van Rooij uit hoe we naar het diepste punt in de oceaan kunnen gaan.
Onze planeet heeft duidelijk de verkeerde naam gekregen. Met 71% van het oppervlak ingenomen door water, had deze planeet beter de naam “Oceaan” gekregen dan “Aarde”. Jammer genoeg zijn net onze oceanen de slechtst gekende zone van onze planeet (Figuur 1); slechts 1/5de van de oceaanbodem is voldoende goed in kaart gebracht, met een nauwkeurigheid van 100 op 100 meter (of beter). Ter vergelijking; het reliëf van andere planeten of manen in ons zonnestelsel is op sommige plaatsen zelfs beter gekend.
Die ironie wil echter dat het net dat water is dat ons belet om – zoals bij de andere planeten – met satellieten het reliëf te peilen. Radargolven dringen niet al te diep door in water; daarvoor moeten geluidsgolven worden gebruikt (sonar), wat enkel kan vanop schepen. Dit verklaart ineens ook waarom de kustzones zo goed in kaart zijn gebracht; ze zijn het drukst bevaren.
Het duurde ook best wel lang vooraleer men echt interesse had in de zeebodem. Dit begon pas noodzakelijk te worden in de 2de helft van de 19de eeuw met het aanleggen van de eerste telegraafkabels tussen Amerika en Europa. Dit nam snel toe in de 20ste eeuw naar aanleiding van zowel militaire en economische toepassingen. Niet alleen de diepte van de zeebodem werd belangrijk, maar ook wat erop (of erin) te vinden was. En dat brengt ons bij het visuele aspect… je kan alleen maar weten wat op de zeebodem ligt, als je daar effectief kan gaan kijken.
Dit visuele aspect, samen met de diepte, maakt het onderzoek van de oceaanbodem net zo uitdagend. Toeristen kunnen in de bovenste 30 à 50 meter vrij duiken, maar het interessante deel ligt veel dieper. Gemiddeld zijn de oceanen 3.600 meter diep, met het diepste punt gelegen in de Challenger Diepte (10.916 meter). We kunnen er ook niet zomaar gaan zien, want in de open oceaan dringt het zonlicht maar maximaal 100 meter door… en in ondiep water, zoals onze Noordzee, is dat zelfs geen paar meter! Er is daarom al een lange tijd een race bezig om de diepere delen van de oceanen te kunnen bereiken en verkennen met bemande duikboten. Recent werd de Five Deeps-expeditie succesvol afgesloten (Figuur 2), waar de 5 diepste plekken op Aarde werden bezocht en gekarteerd.
Het gebrek aan licht is echter niet de grootste uitdaging, want dat kan met goede verlichting worden opgelost (maar daarmee kijk je ook geen 10 meter ver). We kunnen niet om de druk heen. Voor elke 10 meter die je dieper duikt, verhoogt de druk met 100 kPa (of 1 bar = atmosferische druk aan het oppervlak). Dit komt overeen met 10.000 kg aan massa die druk geeft op 1 m². Je kan dan begrijpen dat eender welk toestel dat op diepte moet functioneren, aan een grote druk moet kunnen weerstaan. Het blijft een complexe operatie waar vanalles kan mislopen, hoe goed je voorbereiding ook is. Dit is recent ook bewezen bij de (gelukkig tijdelijke) problemen met de Patania II van GSR op de bodem van de Stille Oceaan.
Het zal nog jaren duren voor we goed begrijpen wat zich op de diepe zeebodem afspeelt.
Een ander probleem is dat bemande duiktochten in tijd beperkt zijn, wegens de nood aan voldoende zuurstof. Bij diepe duiktochten ben je langer in transit doorheen de waterkolom dan effectief op de zeebodem. Daarom speelt de ontwikkeling van onbemande voertuigen een belangrijke rol; ze hebben een grotere autonomie, zijn veiliger en ook meer wendbaar. In de eerste plaats zijn er allerhande onbemande duikboten (ROV; Remotely Operated Vehicle), die nog aan het moederschip zijn verbonden door middel van een kabel voor stroom en communicatie. De laatste jaren komen de AUV’s (Autonomous Underwater Vehicle) meer in beeld, die volledig vrijduikend een voorgeprogrammeerd pad boven de zeebodem kunnen volgen; een technologisch hoogstandje!
Deze technologieën waren initieel toegankelijk voor militaire toepassingen of commerciële offshore werken (wegens het prijskaartje), maar gelukkig worden ze nu ook meer toegankelijk voor fundamenteel wetenschappelijk onderzoek (Figuur 3).
Toch blijft dit soort onderzoek een uitdaging. De hoger vernoemde geofysische kartering hinkelt al serieus achterop, maar daardoor blijft het visuele aspect nog meer achterwege. Het is onbegonnen werk om “blind” te duiken, zonder een goed beeld te hebben van het reliëf van de zeebodem. Je moet dit soort operaties uiteraard nog altijd uitvoeren vanop een schip; en die zijn niet veelvuldig beschikbaar. Gelukkig kunnen we in België binnenkort rekenen op een gloednieuw wetenschappelijk platform op zee; de Belgica II.
Je moet ook rekening houden met de duur om tot de bodem af te dalen en terug te komen, en – uiteraard – het weer aan het oppervlak; er zijn wel degelijk limieten om dit soort toestellen veilig in en uit het water te halen. Gezien de gemiddelde waterdiepte 3.600 m bedraagt, zijn dit zones waar maar zeer sporadisch gespecialiseerde voertuigen kunnen komen. Tot nu toe blijft het dan ook bij “puntobservaties”, waarvan men zich de vraag kan stellen of ze representatief zijn voor zo’n gigantisch gebied.
Naast de technologische uitdaging, zijn er uiteraard ook de wetenschappelijke uitdagingen die ons blijven aansporen om dit soort onderzoek verder te zetten. In de eerste plaats blijft de oceaan een oase aan leven. Een paar keer per jaar lees je dat er in één of ander woud nieuwe dieren of planten zijn gevonden. Maar met een oceaan die maar voor een paar percent gekend is, staat er nog veel te ontdekken, van vissen tot bacteriën. Daarnaast is de oceaan is de belangrijkste maar meest onzichtbare motor van onze ‘klimaatmachine’.
De effecten van de Golfstroom zijn welgekend, maar dit is maar een klein deeltje van deze ganse machine. Klimaatveranderingen zullen een impact hebben op de oceanische circulatie, en omgekeerd. Omdat vooral de diepzee-ecosystemen onder invloed staan van deze circulatie, zullen zo de effecten van klimaatsverandering naar de diepe oceaan worden overgebracht.
En verder valt ook niet meer uit de media weg te denken dat de oceanen een bron zijn van natuurlijke rijkdommen, zoals de mangaannodules. Enkel diepwater-onderzoek kan meer inzicht geven in hun voorkomen, maar ook de geassocieerde fauna en dus ook de mogelijke impact van ontginning.
En last, but not least… heeft dit onderzoek ook aangetoond hoe verkeerd we als mens bezig zijn met onze oceanen. In 2014 werd een artikel gepubliceerd in PlosOne met de resultaten van een Europees project dat tussen 1999 en 2011 32 sites bezocht, verspreid over alle oceanen en zeeën grenzend aan Europa, tussen 35 en 4500 m diepte; op elk van deze sites werd afval gevonden. (Figuur 4).
Nog geen 10 jaar later zijn er soortgelijke studies uitgevoerd in andere oceanen, met jammer genoeg gelijkaardige resultaten. Dit is nog maar het zichtbare deel van de vervuiling, zonder rekening te houden met het voorkomen van microplastics. Ook hier helpen enkel visuele studies om dit soort vervuiling beter in kaart te brengen, en om te helpen voorspellen waar er mogelijks verhoogde concentraties aan afval of microplastics te vinden zouden zijn, en hun invloed op ecosystemen.
In het diepwater onderzoek is er dus nog een zeer lange weg af te leggen, hoewel de middelen om dit te doen effectief beschikbaar zijn. Maar het zal nog jaren, decennia duren vooraleer we de oceanen volledig hebben gekarteerd en een goed begrip hebben wat er zich afspeelt op de diepe zeebodem. Hoewel de verkenning van de planeten en manen van ons zonnestelsel uiteraard wetenschappelijk enorm fascinerend is, is het voor mij een absolute must om prioriteit te geven aan de verkenning van de oceanen van onze blauwe planeet.
Universiteit van Vlaanderen: wetenschap in klare taal voor u uitgelegd
Fout opgemerkt of meer nieuws? Meld het hier