Op expeditie: hoe is de Noordzee ontstaan?

4 min leestijd

Hoe is de Noordzee ontstaan na de laatste ijstijd? Om deze vraag te beantwoorden, stapte een team van experts aan boord van het NIOZ onderzoeksschip RV Pelagia en voerde het boringen uit op de zeebodem. De eigenschappen van de aangeboorde veen- en sedimentlagen leveren kennis op over de zeespiegelveranderingen en bodembewegingen tijdens deze periode én bieden inzicht in de toekomst.

Tijdens de laatste ijstijd viel de Noordzee droog. Door het smelten van de ijskappen in onder andere Scandinavië en Noord-Amerika begon 12.000 jaar geleden de Noordzee weer vol te lopen. Onderzoekers van Geologische Dienst Nederland, onderdeel van TNO, het Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee (NIOZ), Deltares, Universiteit Utrecht, Universiteit van Leeds, Vrije Universiteit Amsterdam en de Rijksdienst voor Cultureel Erfgoed zijn allemaal geïnteresseerd in hoe snel dit gebeurde. Samen willen de experts in geologie, chemie, biologie en grondwater met de uitgevoerde boringen onder meer vaststellen hoe snel de zeespiegel steeg tussen 12.000 tot 9.000 jaar geleden en wat het effect van de bodembewegingen was op deze stijging, vlak na het einde van de laatste ijstijd.

Verdronken veenlagen

“Op 16 juni startte onze expeditie die onderdeel was van een grotere Noordzee-expeditie, waarvoor het NIOZ scheepstijd en apparatuur beschikbaar had gesteld op hun onderzoeksschip Pelagia”, vertelt Freek Busschers, geoloog bij TNO. “We zijn met het schip op zoek gegaan naar verdronken veenlagen die de overgang van land naar zee markeren. De overgang van zand naar veen geeft aan dat de ondergrond nat is geworden door stijgend grondwater, waardoor een soort moerasachtig gebied ontstaat. De overgang van veen naar brakwaterklei markeert de verdrinking. Dan weet je dat het land echt ondergelopen is.”

“We zijn met het schip op zoek gegaan naar verdronken veenlagen die de overgang van land naar zee markeren”

Boorplaats

“Op basis van eerder uitgevoerd booronderzoek en een ondergrondmodel dat we hadden ontwikkeld voor aanvang van de expeditie, hadden we van tevoren al een idee waar we wilden boren”, vervolgt Busschers. “Op het schip begonnen we de dag met het bepalen van de diepte van de veen- en kleilagen onder de zeebodem. Dat deden we met behulp van seismiek. De weerkaatsing van hierbij uitgezonden geluidsgolven – seismische reflecties – zegt iets over de opbouw van de ondergrond. Aan de hand van die seismische gegevens bepaalden Marc Hijma van Deltares en ik waar we precies gingen boren.”

Optimale weercondities

Henk de Haas van het NIOZ leidde de vaartocht. “Het was mijn taak om te inventariseren wat de onderzoeksplannen waren en wat daarvoor nodig was aan apparatuur en scheepstijd. Zo kon er een voorlopig vaarplan worden gemaakt. Het verliep beter dan verwacht. Dat kwam deels door de goede voorbereidingen en de deskundige bemanning. Het klikte snel en alles liep daardoor soepel. Bovendien hadden we tijdens de expeditie optimale weercondities. Daar hebben we enorm veel geluk mee gehad.”

“Tussen de onderzoekers, de NIOZ-bemanning en -technici verliep alles vlekkeloos”

Ieder zijn eigen rol

“Tussen de onderzoekers, de NIOZ-bemanning en -technici verliep alles vlekkeloos”, beaamt Marc Hijma van Deltares. “De bemanning heeft echt meegedacht en stond steeds voor ons klaar, niets was te gek. Bovendien droegen de goede technische voorbereidingen eraan bij dat we een groot aantal kwalitatief goede bodemmonsters en seismische data konden verzamelen.” Ook helpt het dat de betrokken wetenschappers elkaar al jaren kennen, vult Busschers aan. “Iedereen heeft zijn eigen rol. Zo hebben wij een groot boorarchief en veel kennis over de ontwikkeling van de Noordzee, Deltares heeft ervaring met het verzamelen van zeespiegeldata en heeft de seismische apparatuur aangeleverd en het NIOZ stelde het schip en de benodigde overige apparatuur beschikbaar.”

De werelden van model en data samenvoegen

Paolo Stocchi van het NIOZ Sea Level Centre was zelf niet aanwezig aan boord, maar is bedreven in het modelleren van zeespiegelveranderingen die veroorzaakt worden door schommelingen van ijskappen als reactie op klimaatverandering. “Er is wel wat kennis over de periode van 12.000 tot 9.000 jaar geleden, maar onze modellen zijn nog niet getest met data. Het is van meerwaarde dat we via deze samenwerking nu twee werelden – die van model en data – kunnen samenvoegen. Met de data die we nu verkrijgen, kunnen we onze modellen verbeteren”, zegt Stocchi.

“De komende maanden worden monsters genomen voor koolstofdatering, om er zo achter te komen wanneer de veenlaag verdronk”

Vibro-cores

“We zijn teruggekomen met een grote set steekkernen: vibro-cores. Nu zijn we druk bezig met het analyseren ervan. Het komende half jaar moeten de resultaten binnenkomen”, verwacht Hijma. In het NIOZ-lab zijn inmiddels alle kernen opengemaakt, gefotografeerd en is bepaald waar de veenlagen zitten en wat de chemische samenstelling van het kernmateriaal is. Dat zegt iets over hoe de transitie van zand naar het bovenliggende veen, en uiteindelijk de klei, is verlopen door de tijd. Vervolgens zijn de kernen naar TNO in Utrecht verplaatst, waar de komende maanden onder andere monsters worden genomen voor koolstofdatering, om er zo achter te komen wanneer de veenlaag verdronk. Deltares zal nauw betrokken zijn bij de analyse van de kernen.

“Door de hoopgevende resultaten hebben we al besloten om in 2018, als het vaarschema van de Pelagia dat toestaat, weer op expeditie te gaan”

Tegen de huidige klimaatverandering wapenen

De resultaten van de expeditie dragen bij aan een verbeterd inzicht in de interacties tussen klimaat, ijskappen en de zeespiegel. “De gegevens leveren een essentiële bijdrage aan het verbeteren van de zeespiegelgeschiedenis uit deze belangrijke periode. We kunnen modellen verbeteren die voorspellingen doen over de grootte van de bodembewegingen en over de zwaartekracht-effecten die plaatsvonden door het verdwijnen van de enorme massa ijs”, vertelt Busschers. “Het onderzoek is echter ook cruciaal voor het begrijpen van de toekomst en hoe we ons tegen de huidige klimaatverandering kunnen wapenen. Het is een mooie combinatie van fundamenteel en toegepast onderzoek”, aldus Stocchi. De resultaten zien er hoopgevend uit. “We hebben daarom al besloten om in 2018, als het vaarschema van de Pelagia dat toestaat, weer op expeditie te gaan”, besluit Hijma.

contactpersoon
Dr. Freek Busschers Locatie Leiden - Sch + Page 1 Locatie: Locatie Utrecht
e-mail
nieuws
lees ook
vacatures
aandachtsgebieden
  • Energie