Waarom we de oceaanboden niet goed kennen

Beeld: Selvagem Grande is een Portugees natuurreservaat in de Atlantische Oceaan. © Wikipedia Commons

Ik was zo stom om naar beneden te kijken en zag de Atlantische Oceaan aan de voet van het steile klif met witte schuimkragen op het basalt beuken van het Portugese eilandje Selvagem Grande. Toen realiseerde ik me dat ik hoogtevrees heb. Ik had een laag gesteente met fossiele vogeleischalen gevolgd. Ik zocht naar meer, wellicht een ei. Tot ik even mijn rug strekte en om me heen keek. Dat had ik niet moeten doen. De paniek onderdrukkend klom ik langs de nu ineens wel heel steile rotswand naar boven.

Dat gebeurde 41 jaar geleden toen ik met het Nederlandse onderzoekschip HMS Tydeman, een prachtig wit marineschip van de Dienst der Hydrografie, mee mocht op een expeditie van Naturalis in Leiden. Ik was net de coördinator van het Nederlandse oceaanonderzoek geworden en moest wat ervaring opdoen, vond men. Het grootste deel van haar tijd deed de Tydeman hydrografisch onderzoek en bracht ze de zeebodem in kaart. Er was echter een regeling, waardoor er een aantal maanden per jaar civiel wetenschappelijk onderzoek kon worden gedaan door universiteiten, enz. De hutten van de wetenschappers waren ook iets royaler en luxer. Er was er zowaar één voor de dames met roze sanitair. Vermoedelijk een oubollig grapje van een marineman met invloed.

Zeekaarten vormen de basis voor veilige navigatie. Ze worden al eeuwenlang gemaakt. Beroemde kaartenmakers zoals Petrus Plancius (1552-1622) stonden aan de basis van de Nederlandse maritieme expansie in de zeventiende eeuw. De in het West-Vlaamse heuvelland als Pieter Platevoet geboren Plancius, vluchtte voor de Spaanse Furie naar de Nederlanden. En dat deden tienduizenden andere Vlamingen met hem. Ze voelden zich niet meer thuis in het rooms katholieke Vlaanderen onder Spaanse overheersers, zoals de hardvochtige Alva. De Nederlanders maakten dankbaar gebruik van hun kennis, kunde en geld.

In de negentiende eeuw richtten veel landen een maritieme of hydrografische dienst op, om voor betrouwbare kaarten te zorgen. Langzamerhand werd duidelijk dat hiervoor ook internationale afspraken nodig waren. Dit leidde op initiatief van Engeland en Frankrijk tot de oprichting van de Internationale Hydrografische Dienst (IHO) in het vorstendom Monaco, waar Prins Albert I (1848-1922) huisvesting aanbood. Dat was op 21 juni jongstleden precies honderd jaar geleden. Uiteraard werd dit feit gevierd, maar je las er weinig over in de pers.

In de afgelopen honderd jaar zijn zeekaarten steeds gesofisticeerder geworden. Ze bevatten een schat aan informatie die je voor een veilige vaart nodig hebt. Uiteraard is men ook meegegaan met de snelle digitale ontwikkelingen in de afgelopen decennia. Zo zijn er elektroniche zeekaarten die je op een computer kunt lezen en waarover je andere informatie, zoals radarbeelden, kunt leggen. De tijd dat de stuurman regelmatig van de brug naar het kaartenhuis liep, behoort - evenals het grote, blinkende, bruine stuurrad - tot het verleden. Als ketelbinkie op Groningse coasters vond ik dat stuurrad een geweldig instrument. Stel je voor: als zestienjarige bestuurde je een schip dat in het Kanaal of door het Kielerkanaal voer. Doodeng, maar wel leuk!

Die kaarten komen er niet zomaar. Er is een hele infrastructuur om de veiligheid op zee te bevorderen. Zo zijn er vuurtorens en waren er lichtschepen op zee, is er bebakening en betonning van vaarroutes en geven bepaalde tekens op de zeekaarten de positie van wrakken of gevaarlijke rotsen onder water aan. Ook zijn er snelwegen op zee, zoals boven de Waddeneilanden en in het Kanaal, en wordt de grondsoort aangegeven om veilig te kunnen ankeren.

Samen met de Intergouvernementele Oceanografische Commissie van UNESCO publiceert de IHO sinds 1903, de Algemene bathymetrische kaart van de oceanen: GEBCO. Dat betekent in het Engels de General Bathymetric Chart of the Oceans. De naam reflecteert nog naar een tijd waarin men dacht dat er meerdere oceanen zijn. Dit is terug te voeren op de oude indeling van de oceaan in een vijftal oceanen met een eigen naam, zoals de Atlantische en Indische Oceaan. Nu weten we dat er in werkelijkheid maar één oceaan is. Om meer bekendheid aan het werk van de IHO te geven werd in 2007 door de VN de Wereld Hydrografie Dag ingesteld, die jaarlijks op 21 juni wordt georganiseerd.

Eindeloos en vruchteloos is er gezocht naar het wrak van de tragische MH 370 die op 8 maart 2014 verdween in de golven van de Indische Oceaan. Het is genoegzaam bekend dat dit niet is gelukt. Bij de vele zoektochten werd er regelmatig opgemerkt dat we meer weten over het oppervlak van de maan en Mars, dan over de bodem van de diepzee. Met een resolutie van bijna 5 meter, zou je op een kaart van de maan een geparkeerde auto kunnen zien. Dat lukt niet met de huidige kaarten van de diepzeebodem.

De diepzee begint op een diepte van 200 meter, grofweg aan de rand van continentale zeeën, zoals de Noordzee. Maar die grens varieert afhankelijk van de fysische, chemische en biologische omstandigheden. Het oppervlak ervan is ongeveer 336 miljoen km², wat bijna 9 maal zo groot is als het maanoppervlak en 2,3 maal het oppervlak van Mars, waar nu een handvol rovers rondrijden.

Het watervolume erboven, dat ik de oceanische ruimte noem, vormt na de atmosfeer, de grootste eenheid aan het aardoppervlak. Het heeft een inhoud van circa 1200 miljard km³. Het heeft weinig zin om een dergelijke hoeveelheid water ter vergelijking om te rekenen naar olympische zwembaden.

Beeld: ICESat-2 heeft een uiterst geavanceerd laserinstrument aan boord waarmee het oppervlak van de Groenlandse ijskap zeer gedetailleerd in kaart kan worden gebracht. Dit is van groot belang om de gevolgen van de klimaatopwarming goed te kunnen inschatten © NASA

De belangrijkste reden voor ons gebrek aan directe waarnemingen van de oceaanbodem is technologisch. Het oppervlak van de aarde, de maan en Mars wordt direct verlicht door licht en radiogolven. We kunnen die oppervlaktes in kaart brengen met passieve systemen zoals microscopen of actieve systemen zoals radars op satellieten. Die radars en lasers zenden signalen uit die vervolgens worden teruggekaatst en opgevangen. En zo kan men nauwkeurige kaarten maken. Bovendien vliegen satellieten snel, waardoor er in een relatief korte tijd grote afstanden kunnen worden afgelegd. Ze kunnen andere planeten bereiken en die in slechts enkele weken tijd nauwkeurig in kaart brengen.

Het is niet zo moeilijk om het oppervlak van de maan en Mars in kaart te brengen, omdat er geen atmosfeer is en al helemaal geen oceanen. Bij de oceaanbodem is dat lastiger, omdat elektromagnetische golven waarmee het oppervlak van de maan en Mars vlot in kaart zijn gebracht, niet doordringen in water. Het gevolg is dat die bodem op een geheel andere manier moet worden gekarteerd. Aan de andere kant is het wel mogelijk om met elektromagnetische golven het oppervlak van de oceaan in kaart te brengen. Die beelden geven ook een grove indruk van de bathymetrie: de diepte en de vorm van de oceaanbodem.

Beeld: Op satellietkaarten van het zeeoppervlak schemeren de contouren van de topografie van de bodem door. De lichtgroene gebieden zijn de oceanische ruggen waar de aardkorst uit elkaar beweegt. © NASA

Om door water te kunnen 'zien', wordt gebruik gemaakt van geluidsgolven die vanaf een schip aan het zeeoppervlak de oceanische ruimte in worden gestuurd. Op schepen zijn hiervoor instrumenten ingebouwd, zoals een echolood of een sonarsysteem. Hiermee kan niet alleen de diepte tot de oceaanbodem worden gemeten, maar kunnen er ook doorsneden of profielen van de zeebodem worden gemaakt. Bovendien is het op die manier mogelijk om objecten zoals walvissenkuddes, visbestanden en onderzeeërs te detecteren.

Het grote probleem is echter dat schepen zich in vergelijking met satellieten met een slakkengangetje over het oceaanoppervlak voortbewegen. Bovendien volgen de meeste schepen bepaalde scheepvaartroutes om zo snel mogelijk van A naar B te komen. Het zijn vooral onderzoeksschepen die ook buiten die ‘gebaande wegen’ hun werk doen. Hierdoor duurt het heel lang voordat we gedetailleerde gegevens van de oceaanbodem hebben.

Het Nippon Foundation-GEBCO Seabed 2030 project werd in 2017 gelanceerd. De Nippon Foundation is in 1962 opgericht door de Japanse, extreemrechtse politicus, zakenman en filantroop Ryoichi Sasakawa (1899-1995). Na de Tweede Wereldoorlog werd hij rijk door de Japanse gokindustrie. Zo wendde hij zijn invloed aan om in 1952 de Japanse Motorboat Racing Law in het parlement goedgekeurd te krijgen. De opbrengetsen van deze populaire motorbootraces of Kyōtei werden gebruikt om zowel de Japanse scheepsbouwindustrie weer op te bouwen als om filantropische activiteiten over de hele wereld uit te voeren. Hiervoor werd hij overladen met onderscheidingen.

Vier jaar geleden was er slechts 6% van de zeebodem met moderne middelen en in een hoge resolutie in kaart gebracht. Het doel van het project is om in 2030, wat zo langzamerhand een magisch jaar blijkt te zijn, de bodem van de oceaan volledig te documenteren. Dat is zeker geen geringe opgave.

De donkere delen op deze foto geven de niet in kaart gebrachte oceaanbodem aan. © GEBCO, Vicki Ferrini.

Onderzeese bergen voor de kust van Brazilië. De lichtblauwe strepen laten de in kaart gebrachte gebieden zien. Op de achtergrond rijst het land op uit de zee. ©. GEBCO, Vicki Ferrini.

Op de Wereld Hydrografie Dag kondigde het GEBCO 2030 project in Monaco aan dat er een samenwerking met de Britse Hydrografische Dienst en het Canadese bedrijf Teledyne CARIS was afgesloten. De eerste is een wereldwijd, toonaangevend centrum voor de hydrografie. Het is gespecialiseerd in geospatiale gegevens van de oceanische ruimte. Die worden gebruikt voor de duurzame groei van de blauwe economie en de bescherming van de oceaan. Teledyne CARIS is een innovatief softwarebedrijf van mariene Geografisch Informatie Systemen. Het nieuwste product is ‘CARIS onboard’, wat een bijna realtime dataverwerkingspakket is voor autonome onderwatervoertuigen (AUV's) en onbemande oppervlaktevoertuigen (USV's).

Tegelijkertijd maakt het GEBCO 2030 project bekend dat er ondanks de coronacrisis, waardoor veel onderzoekschepen aan de wal bleven liggen, toch nog 1,6 % van de oceaanbodem in kaart is gebracht. Dat is een gebied iets groter dan de Europese Unie. Dit brengt het totaal op 20,6%. Wat dan weer betekent dat we vier vijfde van die bodem nog niet kennen. Hiervoor wordt nauw samengewerkt met overheden, de industrie - zoals het Nederlandse bedrijf FUGO -, de wetenschappelijke wereld, recreatieve zeezeilers, filantropen en burgerwetenschappers.

Zo langzamerhand begint het erop te lijken dat de beste stuurlui inderdaad aan wal staan. Dat lijkt in de politiek helaas al jaren het geval te zijn, met als gevolg dat men in toenemende mate naar de rechter stapt om de overheid te laten doen wat die heeft beloofd. Maar op en in de zee tekent zich ook al jaren een ongekende, innovatieve, technologische revolutie af. Een boeiend en vlot geschreven verhaal hierover kunt u lezen in de laatste uitgave van de De Grote Rede van het Vlaams Instituut voor de Zee.

Die ontwikkelingen zijn fascinerend en zijn regelmatig in mijn blogs of verhalen in Eos aan de orde gekomen. Daarin had ik het meestal over onderwaterrobots die nodig zijn voor de verkenning van de oceanische ruimte of de bewoners ervan in hun eigen omgeving te bestuderen. Maar het kan sinds kort gebeuren dat een zeezeiler ergens midden op de oceaan een eenzaam, onbemand schip tegenkomt dat daar aan het werk is. Het gaat dan niet over het beroemde spookschip de Vliegende Hollander, maar over een USV dat de zeebodem in kaart brengt voor het GEBCO 2030 project.

USV Seakit vaart de haven van Plymouth binnen, terwijl ‘de beste stuurlui aan wal zitten’ in een controlekamer. © GEBCO 2030 Project

De rondslenterende bezoekers en vissers in de haven van Plymouth zullen op 18 augustus 2020 verbaasd hebben gekeken naar het binnenvaren en afmeren van de USV Seakit. Dit twaalf meter lange bootje keerde onbemand terug van een missie van 22 dagen. In die tijd werd ruim 1000 km² van de Engelse continentale rand in kaart gebracht. Het bootje meerde rustig aan en de wachtende technici en onderzoekers maakten het aan de wal vast. In Essex, aan de monding van de Thames en zo’n 400 km er vandaan, volgden de stuurlui in comfortabele stoelen de verrichting van dit hoogtechnologisch staaltje techniek. Ook dit is een futuristisch onderdeel van het GEBCO 2030 project. Binnenkort zullen er hele vloten van dit soort robots over de zeeën varen.

De verblijven aan de Baia das Cigarras van de parkwachter op Selvagem Grande. © 2021 Ocean Retreat.

Het leek op een wildwest outpost. Het gastenverblijf had geen ramen, wat ik geen probleem vond. Ik heb maandenlang in mijn eentje gekampeerd ergens aan de kust van het mooie Zweedse eiland Gotland, waar ik Silurische fossiele riffen bestudeerde. Wassen deed je in de zee. s ’Avonds nodige de eenzame parkwachter ons uit om te eten. Soms was er verse tonijn die hij had gekregen van een passerende zeezeiler of visser. En dat waren de beste ‘biefstukken’ (met ontzettend veel knoflook) die ik ooit heb gegeten. Later kwamen de verhalen en trakteerden wij op Heineken, een bier waarover hier in België interessante moppen de ronde doen. Ja, de Tydeman had ons goed voorzien van proviand.

Na tien dagen kwam het mooie, ranke, witte marineschip ons weer ophalen. Je kon de klok erop gelijkzetten. Een afspraak was een afspraak. Men was altijd op tijd. Ik had mijn eierschaaltjes goed opgeborgen en hoopte er nog wat onderzoek aan te kunnen doen in mijn vrije tijd. Dat is nooit gebeurd. Mijn oude Geologische instituut in Groningen werd wegbezuinigd. Maar Bert Boekschoten, mijn enthousiaste en inspirerende promotor, vond in 2009 tijdens de opnames van een tv-programma over de reis van de Beagle, inderdaad een vijftien miljoen jaar oud ei.

De in 1976 gebouwde Tydeman werd uit dienst genomen en niet vervangen, omdat de civiele wetenschap er geen belangstelling meer voor had. In 2009 werd het schip gekocht door Oceanwide Expeditions in Vlissingen. Het schip werd verbouwd en aangepast aan de nieuwe taak van een expeditiecruiseschip. Er worden nu interessante educatieve reizen voor toeristen naar het Arctische gebied aangeboden. Dat is een gebied waarin de gevolgen van de klimaatverandering dagelijkse kost zijn. Ik heb het schip, waaraan ik goede herinneringen bewaar, nooit meer gezien. Het schip kreeg ook een nieuwe naam: de Plancius, een Vlaamse astronoom, cartograaf, geograaf en predikant.