Duizenden wetenschappers uit vrijwel elke discipline onderzoeken de poolgebieden in het kader van het International Polar Year 2007-2008. Ook een Delfts team van geologen doet hieraan mee. Het onderzoekt de effecten van smeltende gletsjers op rivieren in Groenland.
“Het lijken net staafbommen, deze pvc-buizen gevuld met zand”, zegt dr.ir. Irina Overeem. “We waren bang dat we aangehouden zouden worden door de douane. Maar de Groenlandse douaniers waren wel gewend aan onderzoekers met gekke monsters en materialen.”
Overeem en twee collega-onderzoekers van Civiele Techniek en Geowetenschappen, student Ilja de Winter en dr. Joep Storms zijn net terug uit het dorpje Kangerlussuaq aan de westkust van Groenland. Dit uit rechthoekige prefab opgetrokken dorp was vroeger een Amerikaanse militaire basis. Nu worden de blokkendozen bevolkt door enkele Inuit, wat Denen en tientallen aardwetenschappers en marien biologen.
De Delftse onderzoekers verbleven drie weken in het gebied om smeltende gletsjers te onderzoeken en de rivier die van de gletsjers naar de kust stroomt te bestuderen. Achtduizend jaar geleden liep de ijsmassa nog door tot aan de zee. Nu beginnen de gletsjers pas tientallen kilometers landinwaarts en loopt er een brede diepe geul gevuld met zand en grind vanaf de gletsjer naar de kust. Daaroverheen meandert de rivier, gevoed door het smeltwater.
Door de zand- en grindafzettingen te bestuderen willen de wetenschappers de dynamiek van de gletsjer gedurende ruwweg de laatste achtduizend jaar reconstrueren. Uiteindelijk moet het onderzoek leiden tot een model dat de toekomstige toevoer van sediment vanuit de gletsjers naar zee voorspelt. Het model moet bruikbaar zijn voor elk willekeurig gletsjer-riviersysteem, in Groenland, maar bijvoorbeeld ook in Canada, IJsland of Noorwegen. “Het enige dat je dan moet doen, is in het model invullen hoeveel ijs er in het achterland ligt, hoeveel regen er valt, wat de temperatuur is en hoe het stroomgebied eruit ziet”, aldus Overeem.
Fjorden
Het werk van de geologen is hot. Door de klimaatverandering smelten de ijskappen in versneld tempo en valt er meer regen. Als er extra sediment met het smeltwater de zee instroomt, zouden fjorden zich wel eens langzaam kunnen opvullen. Ook voor mariene ecosystemen kunnen de gevolgen groot zijn. Onder de kilometers dikke ijskap die Groenland bedekt, liggen rotsen die rijk zijn aan ijzer en silicium. Dit zijn stoffen waar plankton grote behoefte aan heeft. Het ijs schuurt deze elementen los. Extra smeltwater, rijk aan deze stoffen, kan leiden tot meer plankton en meer vissen, zeezoogdieren en vogels, die direct of indirect afhankelijk zijn van het plankton.
Maar dit is nog allemaal gespeculeer, aldus Overeem. “We weten nog niet zeker of er wel meer sediment en mineralen afgevoerd zullen worden. Met het krimpen van het gletsjergebied zou ook wel eens de productie van sediment kunnen afnemen. Daarnaast kan zand en grind achterblijven in puinwaaiers vlakbij de gletsjer.”
Om de rivierdynamiek in kaart te brengen, namen de onderzoekers zandmonsters over de hele lengte van de rivier. Door middel van luminescentiedatering onderzoeken ze wanneer zandlagen zijn afgezet en wanneer ze vervolgens werden afgedekt door een volgende laag.
“Bij optisch gestimuleerde luminescentiedatering analyseer je hoeveel radioactieve achtergrondstraling bepaalde mineralen in het zand hebben vastgelegd in hun kristalrooster, terwijl ze begraven lagen in het donker”, legt Overeem uit. “Hieruit kun je afleiden wanneer de korrels voor het laatst aan licht zijn blootgesteld en dus aan de oppervlakte lagen. Het Nederlands Centrum voor Luminescentie Datering bij het Reactor Instituut Delft helpt ons daarbij.”
Ook hebben de onderzoekers schelpjes meegenomen. Vroeger lagen ze in zee, maar door het opveren van de aardkorst, de zogenaamde isostatische opheffing, zijn ze meters boven zeeniveau komen te liggen. De enorme massa van het ijs drukte de korst vroeger in. Maar sinds de gletsjer zich heeft teruggetrokken veert de grond enkele millimeters per jaar op. Door te kijken naar de koolstofisotoop C14 kan het onderzoeksteam de schelpen dateren, en herleiden wanneer de gletsjer van die ‘schelplocaties’ is verdwenen.
“Wat echt monnikenwerk was, was het doormeten van de ondergrond met ground penetrating radar“, zegt De Winter. “Door middel van elektromagnetische signalen kunnen we tweedimensionale profielen maken van de ondergrond tot vier â vijf meter diepte. Zo kunnen we zien hoe de rivier vroeger moet hebben gelopen. Hoe breder en dieper de riviergeulen, hoe onstuimiger hij waarschijnlijk stroomde. We maten elke vijf â tien centimeter. Dagelijks legden we op die manier wel achthonderd meter af. We kwamen ook op minder begaanbare plekken. Een keer ben ik zelfs bijna in het drijfzand vast komen te zitten.”
De komende maanden gaan de Delftenaren de radarbeelden verwerken in een computerprogramma en deze gegevens vergelijken met de zand- en schelpdateringen. “In de loop van volgend jaar gaan we onze gegevens delen met andere poolonderzoekers, onder meer marien biologen”, vertelt Overeem. Tegen die tijd verschijnen talloze publicaties vanuit de hele wereld over de Arctische gebieden.
www.pooljaar.nl
International Polar Year 2007-2008
Inuit, Vikingen en walvisvaarders, smeltende gletsjers en arctische ecosystemen. Alles wat maar met de arctische en Antarctische gebieden te maken heeft, wordt tijdens het ‘International Polar Year 2007-2008’ uitvoerig onderzocht en belicht door middel van exposities, lezingen, documentaires en weblogs. Het is de vierde maal sinds 1882 dat de ‘World Meteorological Organization’ en de internationale wetenschapsorganisatie ‘International Council for Science, dit evenement organiseren. Tienduizenden wetenschappers uit meer dan zestig landen werken aan het project. Nederland doet mee met zeventien ‘poolprojecten’.
“Het lijken net staafbommen, deze pvc-buizen gevuld met zand”, zegt dr.ir. Irina Overeem. “We waren bang dat we aangehouden zouden worden door de douane. Maar de Groenlandse douaniers waren wel gewend aan onderzoekers met gekke monsters en materialen.”
Overeem en twee collega-onderzoekers van Civiele Techniek en Geowetenschappen, student Ilja de Winter en dr. Joep Storms zijn net terug uit het dorpje Kangerlussuaq aan de westkust van Groenland. Dit uit rechthoekige prefab opgetrokken dorp was vroeger een Amerikaanse militaire basis. Nu worden de blokkendozen bevolkt door enkele Inuit, wat Denen en tientallen aardwetenschappers en marien biologen.
De Delftse onderzoekers verbleven drie weken in het gebied om smeltende gletsjers te onderzoeken en de rivier die van de gletsjers naar de kust stroomt te bestuderen. Achtduizend jaar geleden liep de ijsmassa nog door tot aan de zee. Nu beginnen de gletsjers pas tientallen kilometers landinwaarts en loopt er een brede diepe geul gevuld met zand en grind vanaf de gletsjer naar de kust. Daaroverheen meandert de rivier, gevoed door het smeltwater.
Door de zand- en grindafzettingen te bestuderen willen de wetenschappers de dynamiek van de gletsjer gedurende ruwweg de laatste achtduizend jaar reconstrueren. Uiteindelijk moet het onderzoek leiden tot een model dat de toekomstige toevoer van sediment vanuit de gletsjers naar zee voorspelt. Het model moet bruikbaar zijn voor elk willekeurig gletsjer-riviersysteem, in Groenland, maar bijvoorbeeld ook in Canada, IJsland of Noorwegen. “Het enige dat je dan moet doen, is in het model invullen hoeveel ijs er in het achterland ligt, hoeveel regen er valt, wat de temperatuur is en hoe het stroomgebied eruit ziet”, aldus Overeem.
Fjorden
Het werk van de geologen is hot. Door de klimaatverandering smelten de ijskappen in versneld tempo en valt er meer regen. Als er extra sediment met het smeltwater de zee instroomt, zouden fjorden zich wel eens langzaam kunnen opvullen. Ook voor mariene ecosystemen kunnen de gevolgen groot zijn. Onder de kilometers dikke ijskap die Groenland bedekt, liggen rotsen die rijk zijn aan ijzer en silicium. Dit zijn stoffen waar plankton grote behoefte aan heeft. Het ijs schuurt deze elementen los. Extra smeltwater, rijk aan deze stoffen, kan leiden tot meer plankton en meer vissen, zeezoogdieren en vogels, die direct of indirect afhankelijk zijn van het plankton.
Maar dit is nog allemaal gespeculeer, aldus Overeem. “We weten nog niet zeker of er wel meer sediment en mineralen afgevoerd zullen worden. Met het krimpen van het gletsjergebied zou ook wel eens de productie van sediment kunnen afnemen. Daarnaast kan zand en grind achterblijven in puinwaaiers vlakbij de gletsjer.”
Om de rivierdynamiek in kaart te brengen, namen de onderzoekers zandmonsters over de hele lengte van de rivier. Door middel van luminescentiedatering onderzoeken ze wanneer zandlagen zijn afgezet en wanneer ze vervolgens werden afgedekt door een volgende laag.
“Bij optisch gestimuleerde luminescentiedatering analyseer je hoeveel radioactieve achtergrondstraling bepaalde mineralen in het zand hebben vastgelegd in hun kristalrooster, terwijl ze begraven lagen in het donker”, legt Overeem uit. “Hieruit kun je afleiden wanneer de korrels voor het laatst aan licht zijn blootgesteld en dus aan de oppervlakte lagen. Het Nederlands Centrum voor Luminescentie Datering bij het Reactor Instituut Delft helpt ons daarbij.”
Ook hebben de onderzoekers schelpjes meegenomen. Vroeger lagen ze in zee, maar door het opveren van de aardkorst, de zogenaamde isostatische opheffing, zijn ze meters boven zeeniveau komen te liggen. De enorme massa van het ijs drukte de korst vroeger in. Maar sinds de gletsjer zich heeft teruggetrokken veert de grond enkele millimeters per jaar op. Door te kijken naar de koolstofisotoop C14 kan het onderzoeksteam de schelpen dateren, en herleiden wanneer de gletsjer van die ‘schelplocaties’ is verdwenen.
“Wat echt monnikenwerk was, was het doormeten van de ondergrond met ground penetrating radar“, zegt De Winter. “Door middel van elektromagnetische signalen kunnen we tweedimensionale profielen maken van de ondergrond tot vier â vijf meter diepte. Zo kunnen we zien hoe de rivier vroeger moet hebben gelopen. Hoe breder en dieper de riviergeulen, hoe onstuimiger hij waarschijnlijk stroomde. We maten elke vijf â tien centimeter. Dagelijks legden we op die manier wel achthonderd meter af. We kwamen ook op minder begaanbare plekken. Een keer ben ik zelfs bijna in het drijfzand vast komen te zitten.”
De komende maanden gaan de Delftenaren de radarbeelden verwerken in een computerprogramma en deze gegevens vergelijken met de zand- en schelpdateringen. “In de loop van volgend jaar gaan we onze gegevens delen met andere poolonderzoekers, onder meer marien biologen”, vertelt Overeem. Tegen die tijd verschijnen talloze publicaties vanuit de hele wereld over de Arctische gebieden.
www.pooljaar.nl
International Polar Year 2007-2008
Inuit, Vikingen en walvisvaarders, smeltende gletsjers en arctische ecosystemen. Alles wat maar met de arctische en Antarctische gebieden te maken heeft, wordt tijdens het ‘International Polar Year 2007-2008’ uitvoerig onderzocht en belicht door middel van exposities, lezingen, documentaires en weblogs. Het is de vierde maal sinds 1882 dat de ‘World Meteorological Organization’ en de internationale wetenschapsorganisatie ‘International Council for Science, dit evenement organiseren. Tienduizenden wetenschappers uit meer dan zestig landen werken aan het project. Nederland doet mee met zeventien ‘poolprojecten’.
Comments are closed.