Geheimen van de mysterieuze zeebodem

Honderden meters onder het oceaanoppervlak onderzoekt Laura Robinson de steile hellingen van gigantische onderzeese bergen. Ze is op jacht naar duizenden jaren oude koralen, die ze in een kernreactor onderzoekt om te ontdekken hoe de oceaan in de loop van de tijd verandert. Door de geschiedenis van de aarde te bestuderen hoopt Robinson aanwijzingen te vinden voor wat er in de toekomst kan gaan gebeuren.

Ik ben marien chemicus.

Ik kijk naar de chemie
van de oceanen van nu

maar ook naar de chemie
van de oceanen in het verleden.

Ik kijk terug in de tijd

door te werken met de fossiele resten
van koralen in de diepzee.

Een foto van zo'n koraal
zie je achter mij.

Het is dichtbij Antarctica omhoog gehaald
van een diepte van duizenden meters,

dus heel anders dan de koralen

die je met een beetje geluk
op vakantie in de tropen te zien krijgt.

Ik hoop dat je door mijn verhaal

de oceaan in 4 dimensies gaat zien.

Dit is een prachtig tweedimensionaal beeld
van de watertemperatuur

aan het zee-oppervlak.

Het is een satellietfoto
met zeer hoge resolutie.

De globale kenmerken haal je er zo uit.

De equatoriale zones zijn warm
omdat daar meer zonlicht is.

Bij de polen is het water koud:
daar is minder zonlicht.

Daardoor zijn er grote ijskappen
ontstaan op Antarctica

en hoog op het noordelijk halfrond.

Als je diep duikt of zelfs alleen maar
met je tenen voelt, merk je:

hoe dieper je komt, hoe kouder het wordt

en dat komt vooral doordat het water
op grote diepte in de oceaan

afkomstig is uit de poolstreken
waar de waterdichtheid groter is.

20.000 jaar geleden

zag de aarde er heel anders uit.

En ik heb schematisch
een van de grote verschillen geschetst

die je ziet als je zover
teruggaat in de tijd.

De ijskappen waren veel groter.

Ze bedekten een groot deel
van de continenten en de oceanen.

Het zeeniveau was 120 m lager.

Het CO2-niveau
lag veel lager dan nu.

Globaal gezien was de aarde
waarschijnlijk 3-5 graden kouder

en in de poolstreken
was het nog veel, veel kouder.

Ik probeer te begrijpen,

samen met mijn collega's,

hoe we zijn terechtgekomen
vanuit dat koude klimaat

in het warme klimaat
dat we nu zo lekker vinden.

Uit het onderzoek aan ijskernen

bleek dat die opwarming
niet geleidelijk ging,

wat je wel zou verwachten
bij langzaam toenemende zonnestraling.

En dit zien we aan de ijskernen,
want als je in het ijs boort

zie je per jaar gevormde lagen.
Dat kun je ook aan ijsbergen zien.

Hier zie je die blauw-witte lagen.

In de ijskernen is gas ingesloten,
daardoor kunnen we het CO2 meten.

Zo weten we dat het CO2-niveau
vroeger lager lag.

De chemie van het ijs zegt ook iets
over de temperatuur

in de poolstreken.

En als je dan de reis onderneemt
van 20.000 jaar terug naar onze tijd,

zie je dat het warmer is geworden.

Het tempo was niet steeds gelijk.

Soms werd het snel warmer,

dan was er een plateau

waarna het weer snel ging.

Er was verschil tussen de twee poolstreken

en ook de toename van CO2
verliep sprongsgewijs.

We weten vrij zeker dat de oceaan
hier een grote rol in speelde.

De hoeveelheid koolstof
in de oceaan is enorm

60 keer zo groot als in de atmosfeer.

De oceaan transporteert ook
warmte over de evenaar,

ze is vol voedingsstoffen
en bepaalt de primaire productiviteit.

Als we dus willen weten
wat er in de diepzee gebeurt,

moeten we daarheen afdalen

om ter plekke waarnemingen te doen.

Dit zijn spectaculaire filmbeelden
van een onderzeese berg,

een kilometer diep
in internationale wateren,

midden in de Atlantische oceaan
bij de evenaar.

Jullie horen bij de eersten
die dit stukje zeebodem zien,

samen met mijn onderzoeksteam.

Of dit onbekende soorten zijn,
weten we niet.

Daarvoor moet je verzamelen
en flink aan de slag met determineren.

Je ziet prachtige zachte koraalsoorten,

en slangsterren die op deze koralen leven.

Die lijken op tentakels
die uit de koralen naar buiten steken.

Er zijn koralen met diverse skeletvormen
van calciumcarbonaat

die groeien op het basalt
van deze enorme onderzeese berg,

en dat donkere materiaal,
dat zijn fossiele koralen.

Daar gaan we nu over praten
op onze reis terug in de tijd.

Daarvoor moeten we een
onderzoeksschip charteren.

Dit is de James Cook,
een schip voor oceaanonderzoek.

Het ligt in Tenerife.

Mooi schip hè?

Prachtig als je niet zo'n zeeman bent.

Soms ziet het er meer zó uit.

Hier zijn we bezig om alle
kostbare monsters veilig te stellen.

Iedereen is druk bezig
en ik ben heel erg zeeziek.

Het is niet altijd leuk,
maar over het geheel genomen wel.

Voor dit werk moet je goed leren
hoe je kaarten maakt.

Zulke spectaculaire aantallen koralen
zie je niet overal.

Wel overal ter wereld in de diepzee,

maar je moet wel de plekken
weten te vinden.

We zagen zojuist een wereldkaart
waarop onze route stond aangegeven

van vorig jaar.

Dat was een tocht van 7 weken

en hier zie je
onze zelfgemaakte kaarten

van 75.000 km2 zeebodem,
in zeven weken gemaakt,

en dat is maar een piepklein
stukje zeebodem.

We trekken van west naar oost,

een traject dat op een overzichtskaart
weinig bijzonderheden vertoont,

maar er zijn daar bergen
zo hoog als de Mount Everest.

De kaarten die we aan boord maken

hebben een resolutie van zo'n 100 meter:

dat is genoeg om te bepalen
waar we aan de slag kunnen

maar niet genoeg om veel te kunnen zien.

Daarvoor zijn onderwater-robots nodig

die 5 m boven de zeebodem kunnen zweven.

Daarmee kunnen we kaarten maken
met een resolutie van één meter,

en dat op dieptes van duizenden meters.

Hier zie je zo'n onderwater-robot

geschikt voor onderzoeksdoeleinden.

Bovenaan zie je een rij sterke lampen.

Er zijn high-definitioncamera's
en robotarmen op gemonteerd

en allerlei kleine opbergruimtes
voor de monsters.

Dit is de eerste duik
die we op deze reis hebben gedaan,

hier dalen we af in de oceaan.

We dalen vrij snel om ervoor te zorgen
dat de onderwaterrobot

geen last heeft van andere schepen.

We gaan naar beneden

en dit is wat je te zien krijgt.

Dit zijn diepzeesponzen,
ongeveer een meter groot.

Dit is een zwemmende holothurie,
een klein formaat zeeslak,

vertraagd afgespeeld.

Het meeste materiaal
draai ik juist versneld af

omdat het allemaal heel traag beweegt.

Dit is ook een prachtige holothurie.

En het dier dat nu aan komt zwemmen
was een grote verrassing.

Zoiets had ik nog nooit gezien
en wij waren allemaal verrast.

We hadden er zo'n 15 uren werk opzitten
en wilden dolgraag iets filmen,

en toen kwam plotseling
dit enorme zeemonster langsrollen.

Dit is een pyrosoom,
oftewel een tunicatenkolonie.

Hier waren we niet op uit,

wij zochten naar koralen, diepzeekoralen.

Dadelijk krijg je er een te zien.

Dit is een kleintje, zo'n 5 cm hoog,

opgebouwd uit calciumcarbonaat.

Je ziet zijn tentakels
met de stroming meebewegen.

Een dier als dit wordt
waarschijnlijk 100 jaar oud.

Bij de groei neemt het uit het water
chemische stoffen op.

Welke stoffen dat zijn en hoeveel van elk,

hangt af van de temperatuur, van de pH

en van de voedingsstoffen.

Als we doorhebben hoe deze stoffen
in hun skelet worden opgenomen

kunnen we terug gaan,
fossielen verzamelen

en reconstrueren hoe de oceaan
er in het verleden heeft uitgezien.

Hier zijn we bezig
een koraal op te zuigen

om het in een monsterbak te doen.

We doen dat voorzichtig, zeg ik erbij.

Sommige organismen worden nog ouder.

Dit is een zwart koraal, Leiopathes.
De foto is genomen

door mijn collega Brendan Roark,
bij Hawaï, op een diepte van 500 m.

Vierduizend jaar is heel lang.

Je kunt een takje
van zo'n koraal polijsten.

Dit stukje is 100 micrometer breed.

Brendan heeft analyses gedaan
aan deze koralen

-- je kunt de merktekens zien --

en hij heeft kunnen aantonen
dat dit jaarringen zijn,

dus zelfs op een diepte van 500 m

kan koraal seizoenswisselingen vastleggen,

wat nogal spectaculair is.

Maar 4000 jaar brengt ons nog niet terug
tot de piek van de laatste ijstijd.

Wat moeten we dan doen?

We stappen over naar de fossiele koralen.

Nu vindt mijn onderzoeksteam
mij niet meer zo aardig.

Maar we gaan door.

Er zijn overal reusachtige haaien,

er zitten pyrosomen,
er zwemmen holothuries,

er leven enorme sponzen,

maar ik stuur ze naar beneden
naar die dode fossielen

en laat ze dag in dag uit
de zeebodem afstropen.

We verzamelen al die koralen,
we halen ze naar boven en sorteren ze.

Maar ze verschillen allemaal in ouderdom.

Als we ze kunnen dateren

en die chemische signalen kunnen meten,

kunnen we erachter komen

wat er in het verleden
in de oceaan is gebeurd.

Hier zien we aan de linkerkant

een plakje uit een koraal,
heel zorgvuldig gepolijst

en gefotografeerd.

Aan de rechterkant

zie je datzelfde stukje koraal,
bestraald in een kernreactor

voor kernsplijting.

Overal waar verval is geweest

is dat zichtbaar in het koraal,

aan de verdeling van het uranium.

Waarom doen we dit?

Uranium wordt niet hoog aangeslagen,

maar ik ben er dol op.

Uit het verval leiden we
het tempo en de datering af

van wat er in de oceaan gebeurt.

Zoals ik eerder al zei,

zijn we daarnaar op zoek
in ons onderzoek naar het klimaat.

We bepalen de hoeveelheden uranium

en thorium, een dochterproduct,
in deze koralen

en daarmee bepalen we
hoe oud de fossielen precies zijn.

Met deze animatie
van de Zuidelijke Oceaan

laat ik zien hoe we deze koralen gebruiken

om de oude geschiedenis
van de oceaan te achterhalen.

Je ziet hier de dichtheid
van het oppervlaktewater

in een animatie van Ryan Abernathey.

De gegevens beslaan maar één jaar,

maar laten zien hoe dynamisch
de Zuidelijke Oceaan is.

De intensieve menging
vooral in de Drake Passage,

het gebied binnen de zwarte lijn,

is één van de sterkste
zeestromingen op aarde,

die hier van west naar oost stroomt.

Die vermenging is erg turbulent
vanwege de enorme onderzeese bergen.

En daardoor kunnen zeewater en atmosfeer
CO2 en warmte uitwisselen.

Zo 'ademen' de oceanen
door de Zuidelijke Oceaan.

We hebben koralen verzameld
aan beide kanten van deze passage

en mijn uraniumdatering
heeft iets verrassends opgeleverd:

de koralen zijn noordwaarts geëmigreerd

tijdens de overgang van het glaciaal
naar het interglaciaal.

We weten de oorzaak niet

maar we denken aan de voedselbronnen

en misschien de zuurstof in het water.

Op dit punt zitten we.

Wat weten we nu over het klimaat

door de studie van die zuidelijke koralen?

We hebben onderzeese bergen afgestroopt,
fossiele koralen verzameld,

zie hier mijn illustratie.

In de ijstijd, zo denken we

nu we de koralen hebben geanalyseerd,

was de Zuidelijke Oceaan
in de diepte erg rijk aan koolstof

afgedekt door een laag water
van geringere dichtheid,

die het CO2 tegenhield
zodat het niet in de atmosfeer kwam.

Minder oude koralen toonden ons

dat door de klimaatverandering
het water deels vermengd was geraakt.

Daardoor is er koolstof
naar boven gekomen.

En als we recentere koralen analyseren

of koralen van nu naar boven halen

en de chemische samenstelling bepalen,

zien we dat koolstof in de oceaan
kan worden opgenomen of afgestaan.

Zo kunnen we fossiele koralen gebruiken

om meer te leren over ons milieu.

Ik laat jullie nog één plaatje zien:

een beeld uit het eerste filmpje
dat ik jullie heb laten zien.

Dit is een spectaculaire koralentuin.

We hadden niet verwacht
zulke mooie dingen te vinden

op dieptes van duizenden meters.

Er zijn daar nieuwe soorten.

Het is gewoon een prachtige plek.

Er zitten fossielen tussen.

Je hebt nu geleerd de fossiele koralen
die daar beneden zijn te waarderen.

Wanneer je weer eens het geluk hebt
over de oceaan te vliegen

of over de oceaan te varen,

bedenk dan dat daar beneden
gigantische bergen zijn

die niemand ooit gezien heeft,

en dat er prachtige koralen zijn.

Dankjewel.

(Applaus)