Kaapse kolk kachel van Europa

Tijdens een avontuurlijke tocht rond Afrika heeft het Nederlandse onderzoeksschip Pelagia metingen verricht naar de manier waarop het oceaanwater zich voortbeweegt. Het schip deed vorige week de haven van Scheveningen aan, waar de eerste resultaten van het onderzoek zijn gepresenteerd. Pelagia begon de expeditie ”Around Africa”, die bijna 4 miljoen gulden kost, op 6 januari vanaf Texel, waar het Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee (NIOZ) is gevestigd. Aan boord bevonden zich behalve veel Nederlandse onderzoekers ook collega's uit onder andere Duitsland, Engeland en Zuid-Afrika. Op 8 juni keerde het schip na een reis van 35.000 kilometer terug in de Texelse thuishaven.

„Wat wij ons op 6 januari niet realiseerden, is dat een rondje Afrika met een goed geoutilleerd schip en een uitstekende bemanning anno 2000 zo avontuurlijk zou zijn”, zegt prof. dr. J. W. de Leeuw, directeur van het NIOZ. „Voor de kust van Noordwest-Afrika kregen we bezoek van een bolbliksem, waardoor de gyroscoop niet meer werkte. Later zorgde een kapotte ventilator in de machinekamer ervoor dat het onder de hitte van de tropische zon daar niet meer uit te houden was, terwijl je er toch regelmatig moet zijn. En ten slotte een kat-en-muisspel tussen de Pelagia en de tropische cycloon Hudah, in de wateren van Mozambique en Madagaskar.” De Leeuw zelf hoorde bij de beste stuurlui aan wal, maar was vooral tijdens de ontmoeting met de cycloon dag en nacht in touw om vanuit Nederland aanwijzingen te geven. „Het gaat dan niet alleen om het schip, maar om de veiligheid van je mensen.”

Zeedieren
In totaal stappen tijdens de reis 160 onderzoekers aan boord, van dertien nationaliteiten. Niet allemaal tegelijk, het schip doet onderweg tien havens aan. De wetenschappers voeren de meest uiteenlopende onderzoeken uit. Behalve metingen aan zeestromingen verrichten ze ook onderzoek naar de hoeveelheid stikstof in de oceaan. Onder de kust van Mauritanië brengen ze de aanwezige populatie zeedieren in kaart door vogels en zeezoogdieren te tellen, bodemmonsters te nemen en bodemdieren en vissen te verzamelen.

Vanaf het moment dat het schip de rede van Texel verlaat, hebben de onderzoekers de temperatuur van het water, het zoutgehalte, de stroomsterkte en -richting gemeten. Op veel plaatsen nemen ze bodem- en watermonsters op grote diepte. Een deel van de verzamelde monsters slaan ze op in de vijftien grote diepvrieskisten en koelkasten die speciaal voor deze tocht zijn ingescheept. Een ander deel van de monsters onderzoeken ze direct in de laboratoria op het schip. Elk wetenschappelijk project heeft zijn eigen 'mobiele labje' in de vorm van een verbouwde zeecontainer, die bij een stop in een haven aan wal kan worden gezet.

Agulhasringen
Aan de zuidwestkust van Afrika is onder leiding van drs. C. Veth van het NIOZ onderzoek gedaan naar de Agulhasringen (zie: ”Agulhasringen tollen rond de Kaap”). Medewerkers van de Universiteit Utrecht seinen vanaf het vasteland satellietbeelden naar het schip, zodat de kapitein makkelijk een ring op kan sporen. Al snel na het vertrek uit Kaapstad krijgen de onderzoekers de gegevens binnen van een pas afgesnoerd exemplaar met een diameter van 300 kilometer. Nadat ze de ring –Astrid genoemd– gevonden hebben, vaart het schip er dwars doorheen. Het water is daar meetbaar warmer en zouter dan het omringende water van de Atlantische Oceaan.

De snelheid van het water aan de rand van de ring is 1 tot 1,5 meter per seconde; even snel als de maximale stroming in het Marsdiep tussen Texel en Den Helder. De ring draait in ongeveer twaalf dagen om zijn as. Uit dieptemeting blijkt, tot verrassing van de wetenschappers, dat de ring zich als een reusachtige draaikolk vele kilometers diep, tot de bodem van de oceaan, uitstrekt.

Aan de buitenkant mengt het water zich met het omringende oceaanwater. Daardoor geeft de wervel zijn warmte, afkomstig uit de Stille Oceaan, langzaam aan het water van de Atlantische Oceaan, die via de Warme Golfstroom het zachte zeeklimaat in Europa veroorzaakt. Om het effect goed in kaart te brengen, willen de wetenschappers meten hoe snel de ringen slijten.

De onderzoekers hebben vanaf het schip verankeringen met meetapparatuur, zoals stroommeters, uitgezet. Een schip haalt een halfjaar na plaatsing de verzamelde gegevens op. De bakens meten ook wat voor plankton –kleine plantjes en diertjes die de grootste voedselbron voor vissen in de oceaan vormen– voorkomt in de ringen en hoe dit langzaam naar de bodem zakt. Op latere tochten –de Pelagia wil volgend jaar een nieuw rondje Afrika maken– zullen geologen monsters uit de zeebodem nemen om te kijken of er bij de Kaap lagen voorkomen die plankton uit de Indische Oceaan bevatten. Daaruit willen de onderzoekers afleiden hoeveel ringen er in het verleden geweest zijn.

Gasolie
Prof. dr. W. P. M. de Ruijter van het Instituut voor Marien en Atmosferisch Onderzoek van de Universiteit Utrecht is verrast door de eerste resultaten van het onderzoek. „De 'transportband' van circulerende oceaanstromen kan stagneren of versnellen en een van de kritische punten is het gebied rond de Kaap. Daar krijgt de band wat extra 'gasolie'. Dit gedeelte van de oceaan bevat een wirwar van ringen en wervels die water van elkaar afsnoepen of in elkaar opgaan en zo hun weg over de oceaan vervolgen. Het lijkt of er een grote mixer bezig is ringen uiteen te slaan. Het wemelt er echt van de ringen.”

De hoeveelheid water die de ringen van de Indische naar de Atlantische Oceaan transporteren, blijkt veel groter dan de wetenschappers vermoedden.

Witte plekken
Verderop stuiten de onderzoekers op een witte plek in de zeekaarten. De zeestraat tussen Madagaskar en het vasteland van Afrika is nooit goed in kaart gebracht. In de Grote Bosatlas staat in dit gebied een stroom getekend die van noord naar zuid door het gebied gaat en de Agulhasstroom voedt.

Aan de hand van recente satellietbeelden denken de oceanografen er een aantal links- en rechtsdraaiende wervels aan te treffen. Om die in kaart te brengen, zetten ze een groot aantal drijvers uit. Die blijven echter netjes op hun plaats of raken in een linksdraaiende wervel. Uit dieptemetingen blijkt dat de noordzuidstroom helemaal niet bestaat en dat er ten minste drie tegen de wijzers van de klok in draaiende wervels voorkomen, die langzaam richting de Kaap zakken.

Dr. H. Ridderinkhof van het NIOZ, expeditieleider van het onderzoek in de Straat van Mozambique, is al bezig met een publicatie over deze opvallende resultaten, die hij aan het tijdschrift Nature wil aanbieden. Hij verwacht dat de nieuwe inzichten binnenkort op zeekaarten en in atlassen verwerkt zullen worden. „Over een jaar of acht zal mijn zoontje op school les krijgen uit de vernieuwde Grote Bosatlas, die de gegevens van mijn onderzoek bevat. We ontdekten ook een niet eerder beschreven noordwaartse onderstroom op 1500 meter diepte, tegen de helling van het Afrikaanse continent aan. Die brengt Noord-Atlantisch diepwater naar de Stille Oceaan en maakt dus deel uit van de transportband. Rechtsdraaiende wervels, waar satellietwaarnemingen aanwijzingen voor vonden, zijn helemaal niet gevonden.”

Tijdens dit deel van de expeditie nadert er vanuit het oosten een zware tropische cycloon, Hudah. „Normaal gesproken buigen cyclonen in dit gebied af naar het zuidwesten, zodat de Pelagia –die ten noordwesten van de cycloon voer– geen gevaar liep. Na een paar dagen bleek dat de orkaan zich juist in noordwestelijke richting verplaatste en dat wij precies in de baan lagen. We besloten toch maar naar het noorden te stomen... Toen we onze instrumenten weer ophaalden, zagen we dat de cycloon precies over de uitgezette bakens heengegaan was.”

De Pelagia-bemanning wil volgend jaar naar dit gebied terugkeren en de meetgegevens van de bakens onderzoeken. Ridderinkhof vermoedt zelfs dat de bron voor de Agulhasringen ten noorden van Madagaskar ligt. Op die plaats zullen de onderzoekers dan ook metingen moeten verrichten.

De expeditie heeft een schat aan informatie opgeleverd. NIOZ-directeur De Leeuw: „De wetenschappelijke verwachtingen van de tocht waren hooggespannen, maar ze hebben onze stoutste verwachtingen zelfs overtroffen.” In juli en augustus gaat een Zuid-Afrikaans onderzoeksschip verder met het onderzoek naar de Agulhasringen. In ring Astrid zijn twee boeien uitgezet, zodat via satellietgegevens duidelijk is waar de wervel zich bevindt. Deze 'superflessenpost' maakt het mogelijk Astrid terug te vinden en te onderzoeken hoe de ring in de loop van de tijd afslijt.