De Weeds of Change expeditie

Een uitgestrekte drijvende mat van sargassum in de Atlantische Oceaan, met het onderzoeksschip RV Pelagia op de achtergrond (foto: NIOZ)
Het bruine macroalgen-geslacht Sargassum, naar wie de Sargassozee is vernoemd, vormt een essentiële leefomgeving en toevluchtsoord voor talrijke organismen, waaronder endemische soorten. Van oudsher bleef dit zogenaamde ‘gouden regenwoud van de Atlantische Oceaan’ beperkt tot de open wateren van de Sargassozee en de Golf van Mexico. De laatste tijd vormen deze soorten echter enorme ophopingen in het tropische deel van de Atlantische Oceaan, wat leidt tot ongekende aanspoelingen op stranden in de Golf van Mexico, Florida, Mexico, de Caribische eilandstaten, Noord-Brazilië en West-Afrika. Een internationaal team van onderzoekers, onder leiding van Linda Amaral-Zettler van het NIOZ, gaat proberen meer inzicht te krijgen in de verspreiding van sargassum en waarom die is veranderd.
Golden Waves vertrekt
12 juli 2024
Geschreven door Linda Amaral-Zettler, hoofdwetenschapper 64PE535
Morgen eindigt onze vier weken durende reis door het GASB. Het is in zoveel opzichten een opmerkelijke reis geweest – wetenschappelijk, cultureel, sociaal, qua samenwerking en zelfs culinair (bedankt, Enno)! Als hoofdwetenschapper aan boord is er voor elke reis grote spanning: zullen de zeeën en het weer ons gunstig gezind zijn? Zullen de experimenten slagen? Zal de apparatuur storingen vertonen? Zullen we genoeg monsters verzamelen? Zullen we het grootste deel van wat we ons ten doel hadden gesteld, volbrengen? In dit geval hebben we het geluk gehad dat we Sargassum-zeewier met succes hebben kunnen bestuderen in zijn natuurlijke habitat – de open oceaan – met een reeks verschillende benaderingen en op een veel grotere schaal dan door één enkele groep alleen zou kunnen worden bereikt. Van het bewaren van een veilige afstand tot de ontluikende tropische cycloon Beryl tot het terugvinden van onze Sargassum-val met behulp van navigatie op schatting (bedankt, kapitein Lucassen!) en een spotter met arendsogen (bedankt, Juliane) nadat hun bakens het begaven: we hebben op meerdere vlakken veel geluk gehad.

Stilstaand beeld uit dronebeelden waarop de RV Pelagia te zien is naast een uitgestrekt sargassumveld in de Atlantische Oceaan (foto: Erik Zettler)
Hoewel we het succes van een vruchtbare expeditie vieren, is de stemming ook bitterzoet nu we ons realiseren hoe groot het probleem is dat we onderzoeken. Dit gevoel wordt nog versterkt door de enorme omvang van de Sargassum-velden die we zijn tegengekomen en het feit dat we hun volledige omvang niet in kaart hebben kunnen brengen. Misschien hebben we wel meer vragen dan antwoorden opgeroepen: waar zal de reis van deze massa’s eindigen? Zullen ze naar de diepten van de zeebodem zinken of verder drijven om aan te spoelen op de kust, waar ze bij aankomst grote schade zullen aanrichten?

De wetenschappers en bemanning van de Weeds of Change (foto: Julia Schnetzer).
As we part ways – we’ll continue to discuss and meet through mostly virtual means. For many of us having never met or sailed together, it has been a true bonding experience and undoubtably one that will linger long after our return home.
Hartelijk bedankt en een goede reis allemaal: Warm thanks and safe journeys everyone!
Plastic in de grote Atlantische Sargassum-gordel (GASB)
11 juli 2024
Geschreven door Erik Zettler, Amaral-Zettler Research Group, NIOZ
De focus van deze onderzoeksexpeditie ligt op Sargassum, maar een andere wijdverspreide en toenemende stof die in het oppervlaktewater drijft, is plasticvervuiling. Als onderdeel van het NWO-project “Nanoplastics: Origin, Structure, and Fate” verzamel ik monsters voor nanoplasticanalyse in het laboratorium van prof. dr. Weckhuysen aan de Universiteit van Utrecht, evenals monsters voor de Amaral-Zettler-groep bij NIOZ, die de interacties bestudeert tussen (nano)plastic en de Plastisphere, micro-organismen die zich aan plastic hechten. De GASB is een gebied waar zeewater divergeren, dus het water stroomt weg uit dit gebied en we zien de plasticophopingen niet in de bekendere convergentiezones of “garbage patches”. Ik heb elk van de Manta-netmonsters die zijn gebruikt om Sargassum te verzamelen, gecontroleerd op stukjes plastic, maar we hebben opvallend weinig gezien. We zien echter wel talrijke stukken macroplastic in de Sargassum-matten die we bestuderen, vanaf het dek van de Pelagia, tijdens het werken in de kleine boot en bij dronevluchten die worden gebruikt om de grootte en vorm van de Sargassum-vlek in beeld te brengen.

Een sargassumveld met zichtbaar plastic afval en details over de bemonstering (foto: Erik Zettler)
Het lijkt erop dat het Sargassum als een spons fungeert die drijvend plastic vasthoudt en erin verstrikt. We hebben een aantal van deze stukken macroplastic verzameld, en sommige vertonen bijtsporen van vissen, zoals op de fles rechts. Van veel vissen en andere organismen is bekend dat ze plastic binnenkrijgen, wellicht omdat microben, zoals de roodachtige algen op deze fles, ervoor zorgen dat het ruikt en smaakt als voedsel. Dit soort fragmentatie van het microplastic in steeds kleinere stukjes door interacties met dieren en verwering leidt uiteindelijk tot deeltjes die zo klein zijn dat ze onzichtbaar zijn. Op een gegeven moment bereiken ze een grootte die klein genoeg is om de cellen van microben (en dieren zoals mensen) binnen te dringen, maar de impact van deze “nanoplastische” deeltjes op levende organismen is nog grotendeels onbekend.
Hun kleine omvang maakt het vinden, identificeren en tellen van nanoplastics in zeewater zeer uitdagend, en dat is een van de doelstellingen van het project ‘Nanoplastics: Origin, Structure, and Fate’: begrijpen hoe ze worden gevormd, welke vorm, grootte en samenstelling ze hebben, waar in de oceaan ze voorkomen, hoe ze interageren met mariene organismen en wat er uiteindelijk met ze gebeurt. Dus naast de plastic monsters, zoals de plastic fles van de mat, verzamelen we ook flessen zeewater langs de vaarroute, zoals links te zien is; ze zien eruit als puur, schoon zeewater, maar op basis van onderzoek door andere wetenschappers, waaronder onze collega Helge Niemann bij NIOZ, vermoeden we dat ze onzichtbare nanoplastics zullen bevatten, zelfs in dit afgelegen deel van de oceaan.
Op jacht naar sargassum door de Grote Atlantische Sargassumgordel
10 juli 2024
Geschreven door Lizzie Gower, student aan het WHOI-MIT
Het is moeilijk te geloven dat er nog maar drie dagen over zijn van de Weeds of Change (WoC)-cruise. Ik heb zoveel geweldige dingen gezien: scholen mahi-mahi en scholen inktvis die 's nachts op jacht gingen naar voedsel in het licht van het schip, een lederschildpad die met zijn vinnen zwaaide om de Pelagia gedag te zeggen, de gloed van de Melkweg en honderden sterren op een heldere nacht, een aantal prachtige zonsondergangen boven het water, en natuurlijk Sargassum-velden!
Hoewel we de Grote Atlantische Sargassum-gordel doorkruisen, zijn grote velden niet zo talrijk als de naam doet vermoeden, en wanneer dergelijke velden worden aangetroffen, is het cruciaal om er zoveel mogelijk gegevens over te verzamelen. Dat is waar de Chase Drifters om de hoek komen kijken. Ze zijn ontworpen om zich te verstrikken in Sargassum en bij de plek te blijven terwijl deze meedrijft naar waar de oceaan hem ook maar brengt, waarbij ze gegevens verzamelen over de dichtheid van het Sargassum en de kooldioxide- en zuurstofconcentraties in het water van de plek. Hoewel ze vernoemd zijn naar de ingenieur die ze ontwierp, Chase Pixa, zie ik ze graag als achtervolgers van het Sargassum over de oceaan. Het Weeds of Change-project heeft me zoveel geleerd over Sargassum. Met deze nieuwe kennis ga ik, als ik weer aan wal ben, de mogelijkheden van de drifters op een zinvolle manier uitbreiden, hopelijk terwijl ik terugdenk aan het plezier dat ik op deze cruise heb gehad!

Een Chase-drifter (links) die is uitgezet in een sargassumveld naast een MetOcean-drifter (rechts), met de RV Pelagia op de achtergrond (foto: Darshika Manral).
Vóór het WoC-project wist ik helemaal niets over Sargassum en heel weinig over biologie. Ik ben een student elektrotechniek en volg het gezamenlijke PhD-programma van WHOI en MIT (Woods Hole Oceanographic Institution – Massachusetts Institute of Technology), dus het bestuderen van zeewier is nieuw voor mij. Hoewel ik nerveus was om aan boord te gaan van een schip vol biologen en zeewierfanaten, verdwenen al mijn zorgen meteen. Niet alleen heeft iedereen me geholpen om te leren, maar ik heb ook zoveel plezier gehad met de wetenschappers en de bemanning! Avonturen op de kleine boot met Jacco en Robert, een Bollywood-dans leren van Darshika, mijn Frans oefenen met Deb en Marine, Fargo kijken met Fred en Ravi, leren over elkaars culturen, en gewoon lekker gek doen met de mensen hebben allemaal gezorgd voor een werkelijk onvergetelijke ervaring.
Mijn promotor, dr. Anna Michel, en ik hebben enorm veel geluk dat ik de kans heb gekregen om samen met de Weeds of Change-groep de drijvers in de Atlantische Oceaan te plaatsen. Ik wil in het bijzonder prof. Linda Amaral-Zettler en dr. Erik Zettler bedanken voor de kans om deel uit te maken van dit project. Het is iets waar ik voor altijd dankbaar voor zal zijn en nooit zal vergeten!
Zware metalen in drijvende algen!
9 juli 2024
Geschreven door Débora Héroin, Universiteit van Bordeaux
Hallo, ik ben Deb. Normaal gesproken werk ik in een laboratorium voor aquatische ecotoxicologie aan de Universiteit van Bordeaux in Frankrijk, maar op dit moment maak ik deel uit van het Franse team aan boord van het Nederlandse onderzoeksschip (RV) Pelagia voor het internationale ANR Weeds of Change Sargassum-project. Ecotoxicologie houdt in dat we inzicht krijgen in het verband tussen de aanwezigheid en de effecten van verontreinigende stoffen, door met name de opname, bioaccumulatie en biotransformatie van deze verbindingen te bestuderen, evenals hun effecten op organismen.
In de open oceaan zijn we dol op Sargassum! Het drijft aan het oppervlak, geeft de zee prachtige gouden kleuren en biedt een ongelooflijke leefomgeving voor veel dieren. Onder een veld Sargassum bruist het van het leven, omdat het voedsel, schaduw en beschutting biedt aan vissen, garnalen, krabben en schildpadden.

Débora Héroin bereidt zich voor op een nieuw experiment met de groei van sargassum (Foto: Marine Guilbaud).
Maar overmatige hoeveelheden Sargassum aan de kusten zorgen voor veel problemen; we zien ze daar liever niet. Sterker nog, grote hoeveelheden Sargassum-zeewier in delen van het Caribisch gebied hebben tal van gevolgen op milieu-, fysiologisch, ecologisch en economisch vlak. De afbraak van organisch materiaal produceert grote hoeveelheden giftige gassen (waterstofsulfide (H2S) en ammoniak (NH3)), die bij hoge blootstelling giftig kunnen zijn voor mensen, erg stinken, insecten aantrekken en veel ecologische problemen (verstikking van broedplaatsen van schildpadden, sterfte onder zeeschildpadden, vissterfte…) en economische problemen veroorzaken. Bovendien accumuleren Sargassum-soorten tijdens hun levenscyclus verschillende metalen, waarvan sommige saneringsprojecten belemmeren.
De doelstellingen van ons groeiexperiment zijn onder meer: i) Hoe worden metalen in Sargassum bioaccumuleerd?; ii) In welke hoeveelheden en in welke vormen worden deze metalen door verschillende watermassa's getransporteerd?; en iii) Hoe beïnvloeden deze metalen de groei van deze algen?
Ik ben als technicus aan boord van deze expeditie om onze experimenten aan boord uit te voeren en het team dagelijks te ondersteunen. Ik heb een experimentele opstelling ontworpen om Sargassum in het laboratorium aan metalen bloot te stellen; deze is in Guadeloupe getest als onderdeel van het masteronderzoek van Marine Guilbaud. Tijdens deze transatlantische reis zetten we soortgelijke experimenten op aan boord van het schip, om vier opeenvolgende experimenten uit te voeren langs het transect van de Antillen naar Kaapverdië. Deze bruine, drijvende algen zijn zeer resistent en gaan lang mee in de natuurlijke omgeving, maar blijken erg moeilijk te onderhouden in een gesloten omgeving. Ze zijn kostbaar! Deze moeilijkheid om ze in een gesloten omgeving te houden vereist elke keer weer speciale aandacht en voorzorgsmaatregelen.
Op de lange termijn hopen we oplossingen te bieden voor het gebruik van deze aangespoelde Sargassum-algen (meststof, voedsel, brandstof, farmaceutische producten...) die momenteel zeer uitdagend zijn gezien hun hoge niveaus van metaalverontreiniging.
Zeewier: de magie van het moment
4 juli
Geschreven door dr. Juliane Bernardi Vasconcelos, wetenschapper aan de Universidade Federal de Pernambuco, Brazilië
Hallo, mijn naam is Juliane. Ik ben een Braziliaanse oceanograaf aan boord van de RV Pelagia voor de onderzoeksexpeditie Weeds of Change (WoC). Het is nu 22 dagen geleden dat we het prachtige Caribische eiland Guadeloupe hebben verlaten. Sindsdien hebben we het druk gehad! We hebben emmers schoongemaakt, vastgezet, gevuld, hightech apparatuur ingezet, zware spullen gesjouwd, heel wat trappen beklommen, tegen elkaar aangelopen, hete soep gemorst tijdens de lunch, geslapen als een roosje op het geluid van de oceaangolven, naar de sterren gekeken en (heel veel) met elkaar gelachen.
Ik werk al met zeewier sinds ik een bachelorstudent was, en voor het eerst ben ik het niet aan het verzamelen. Zeewier zijn de macroscopische algen die je op het strand tegenkomt, vastgehecht aan rotsen, mangrovebomen en tropische riffen. Het pelagische Sargassum is echter uniek omdat het drijft, waardoor het zich via de stromingen over de Atlantische Oceaan verspreidt. We hebben dit elke dag gezien vanuit de patrijspoorten van onze hut.

Dr. Juliane Bernardi Vasconcelos maakt Sargassum-bladeren klaar voor opname in het herbarium (foto: Erik Zettler).
Mijn belangrijkste taak tijdens de expeditie is het verzamelen van monsters van de gevarieerde fauna die in verband met het Sargassum leeft, waaronder enkele chagrijnige krabben, springerige garnalen, prachtige blauwe roeipootkreeftjes, vlokkreeftjes, anemonen, vliegende vissen en enkele minuscule pelagische slakken. Deze dieren worden later geanalyseerd door mijn collega dr. Jesser Fidelis de Souza Filho, in samenwerking met de Braziliaanse stichting FACEPE uit Pernambuco en het WoC-consortium. Op het land ben ik ook verantwoordelijk voor de kustexperimenten met Sargassum in Brazilië.
Tijdens onze expeditie hebben we Sargassum zien bloeien en gedijen midden in de Atlantische Oceaan. Het is ongelooflijk hoe een zeewier kan floreren in de uitgestrekte oceaan en erin slaagt een heel ecosysteem in stand te houden. Tegelijkertijd moeten we de zorgwekkende realiteit onder ogen zien dat een deel van deze biomassa onvermijdelijk zijn weg naar de kust zal vinden, wat mogelijk gevolgen heeft voor talrijke gemeenschappen.
Als oceanograaf die zeewier bestudeert, was deze expeditie de meest verrijkende ervaring uit mijn carrière. Ik ben onze leider, prof. dr. Linda Amaral-Zettler, en dr. Erik Zettler van het NIOZ dankbaar voor deze kans. Een groot wetenschapper zei ooit tegen mij: “Waar zeewier is, zijn vrienden.” En zo voelt het ook.
Dieper ingaan: Sargassum volgen van het oppervlak tot de oceaanbodem
2 juli
Geschreven door Julia Schnetzer, postdoc bij het Alfred-Wegener-Institut
De oceaan heeft ongeveer 30% van de door de mens uitgestoten CO2 uit de atmosfeer opgenomen en opgeslagen. Dit gebeurt op twee belangrijke manieren: via de fysische koolstofpomp, waarbij CO2 door zeewater wordt opgenomen en door stromingen naar de diepe oceaan wordt meegevoerd, of via de biologische koolstofpomp. Hier nemen algen en fotosynthetische microben CO2 op via fotosynthese en integreren de koolstof in hun biomassa, waardoor deze daar tijdelijk wordt opgeslagen. Deze koolstof reist door de voedselketen. De microben of algen worden opgegeten door zoöplankton, dat wordt opgegeten door vissen, die worden opgegeten door grotere vissen, enzovoort... Tijdens deze reis door de voedselketen wordt een deel van de koolstof door dieren uitgescheiden en zinkt langzaam naar de diepe wateren. Als je ooit video's van de diepzee hebt bekeken, is het je misschien opgevallen dat er witte deeltjes voorbij drijven, die bijna op een sneeuwstorm lijken, vandaar de term ‘mariene sneeuw’. Een heel poëtische naam voor ‘poep’. Nu weet je het.
Als het plankton en de vissen niet worden opgegeten (of aan Jacco's hengel belanden), sterven ze en zinken ze naar de diepzee, waarbij ze de koolstof meenemen. Waarom is dat zinken zo belangrijk, vraag je je misschien af? De diepe oceaan is een behoorlijk extreme omgeving. Hoe dieper je gaat, hoe hoger de druk en hoe lager de temperatuur. In deze koude duisternis vertraagt alles, vooral de stofwisseling van cellen. Dat betekent dat afbraakprocessen veel langer duren dan in de bovenste lagen. De koolstof, opgesloten in de mariene sneeuw en het dode materiaal dat naar beneden zinkt, komt dus veel langzamer vrij, en het duurt honderden jaren voordat het diepe water dat deze koolstof bevat, opwaart en weer de atmosfeer bereikt. Een deel van de koolstof kan zelfs bedekt raken met sediment en een permanent onderdeel van de oceaanbodem worden. Hoe dieper het zakt, hoe langer het in de diepte opgeslagen blijft.
Wetenschappers bestuderen deze ‘oceaankransen’ al decennia, maar nu is er een nieuwe speler in het spel: Sargassum. Eerlijk gezegd is de speler niet nieuw, maar het speelveld wel. Door zijn leefgebied uit te breiden van de Sargassozee naar de Great Atlantic Sargassum Belt (GASB) drijft er veel meer Sargassum-biomassa rond. De vragen die ons nu interesseren zijn: wat gebeurt er met al dat Sargassum en wat is de rol ervan in de biologische koolstofpomp? Hoeveel Sargassum is er? Hoeveel koolstof neemt het op? We weten dat er veel aanspoelt op de stranden van het Caribisch gebied, maar komt het ook in de diepzee terecht? En zo ja, wordt het dan opgegeten, afgebroken of begraven? Hoe snel zinkt het? Zoveel vragen, zoveel antwoorden liggen misschien daar beneden in de diepe, donkere oceaan. Deze expeditie werpt al enig licht op deze duisternis.
We gebruiken 13C, een marker om de koolstoffixatiesnelheid van algen onder verschillende omgevingsomstandigheden te bestuderen. We laten camerasystemen tot meer dan 4.000 meter diepte zakken om de verborgen oceaanbodem en zijn mysterieuze wezens te verkennen, waarbij we uitkijken naar gezonken Sargassum. We laten speciale Sargassum-vallen in het water zakken, ontworpen om zinkend Sargassum op 100 meter diepte te verzamelen. Met al deze verschillende benaderingen en methoden hopen we een beter inzicht te krijgen in de koolstofcyclus van Sargassum. Spoiler alert: we hebben het inderdaad in de diepzee gevonden :-) Misschien is Sargassum wel een grotere koolstofput dan eerder gedacht?!
Mijn professor Mar Fernández-Méndez en ik zijn ervan overtuigd dat Sargassum een groot potentieel heeft voor koolstofvastlegging en -opslag en een geweldige bondgenoot zou kunnen zijn in de strijd tegen klimaatverandering. We zijn hoofdwetenschapper Linda Amaral-Zettler en het Weeds of Change Consortium enorm dankbaar dat ze ons de kans hebben gegeven om mee te gaan op deze expeditie.

Dr. Julia Schnetzer is postdoc bij het Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung en werkt voor de SiDe-EFFECT-groep van prof. Mar Fernández-Méndez (foto: Erik Zettler)
Inzicht in het verleden om het heden te verklaren
1 juli
Geschreven door: Fabio Nauer, postdoctoraal onderzoeker bij NIOZ NWO Weeds of Change
Het is 1 juli, de 19e dag van onze Sargassum-expeditie, en we zijn op weg naar ons volgende station in de „Grote Atlantische Sargassum-gordel“. Ik ben postdoctoraal onderzoeker bij het NIOZ, werk onder begeleiding van prof. dr. Linda Amaral-Zettler en mijn rol tijdens deze expeditie omvat diverse verantwoordelijkheden. Van het bestuderen van de fysiologische reacties van Sargassum in onze kweekexperimenten tot het verzamelen van monsters uit de matten voor populatiegenetische analyse en het observeren van morfologische variaties: de reikwijdte van ons onderzoek is zowel breed als gedetailleerd.
Een van de meest intrigerende aspecten van mijn werk is echter het onderzoeken of er in de geschiedenis van de aarde al eerder soortgelijke ophopingen van deze bruine alg zijn geweest, of dat deze gebeurtenissen ongekend zijn in het nieuwe millennium. Bij deze fase van ons werk wordt gebruikgemaakt van de expertise van de NIOZ-wetenschappers dr. Nicole Bale en dr. Rick Hennekam. De huidige gegevens over drijvend Sargassum dat zich op stranden ophoopt, zijn relatief kort en beslaan minder dan twee decennia. Om dieper inzicht te krijgen, kijken we naar geologische gegevens, die de sleutel kunnen vormen tot het begrijpen van de frequentie en oorzaken van deze overstromingen, en daarmee kunnen helpen bij het voorspellen van toekomstige groeidynamiek.
Naarmate holopelagisch Sargassum in de open oceaan ouder wordt, zinkt het uiteindelijk, waarbij resten op de zeebodem achterblijven, begraven in sedimenten. Dit sedimentaire archief kan dienen als een overzicht van vroegere verspreidingspatronen van Sargassum-populaties en hun variabiliteit van jaar tot jaar. Tijdens onze expeditie verzamelen we, met de onschatbare hulp van Leon Wuis, een van onze bekwame technici, multi-core monsters langs onze route. Deze monsters worden vervolgens onderverdeeld in submonsters voor verticale profielen door het sediment en verwerkt voor genetische en lipide-biomarkeranalyses, wat inzicht biedt in veranderingen in de afzetting van Sargassum op de oceaanbodem door de geologische tijd heen.
Met behulp van een uitgebreide reeks geo- en biomarkers streven we ernaar om uit deze sedimentaire archieven meerdere bewijslijnen op te bouwen. Deze aanpak stelt ons in staat om verschillende omgevingsparameters te reconstrueren, zoals de temperatuur van het zeeoppervlak, het zoutgehalte en de rivierafvoer op het moment van afzetting – factoren die van invloed kunnen zijn geweest op vroegere en huidige Sargassum-ophopingen.
Door ons te verdiepen in deze historische basislijn, die mogelijk 100 tot 1000 jaar teruggaat, hopen we de mysteries te ontrafelen rond de huidige versus vroegere verspreiding en veranderingen in de Sargassum-abundantie, met name vóór het opvallende begin van de moderne strandingen in 2011. Deze kennis is cruciaal, niet alleen om het verleden te begrijpen, maar ook om toekomstige Sargassum-gebeurtenissen te anticiperen en te beheersen.
Blijf op de hoogte terwijl we doorgaan met het ontrafelen van de geheimen van de Grote Atlantische Sargassum-gordel en de ingewikkelde puzzel van de dynamische mariene ecosystemen van onze planeet in elkaar passen.

Fabio Nauer working from the zodiac to collect Sargassum samples (photo: Jacco Heneweer)
De Sargassum-matjagers!
27 juni
Geschreven door Darshika Manral
Het is dag 15 van onze reis (27e juni) en we zijn bijna halverwege onze trans-Atlantische expeditie om grote Sargassum-vlekken te vinden in de equatoriale Atlantische Oceaan tijdens de piekperiode van juni-juli. Het bestuderen van deze velden is essentieel om hun plotselinge en mysterieuze uitbreiding in deze regio sinds 2011 te begrijpen en om bij aankomst betere strategieën voor kustbeheer te ontwikkelen.
Als promovendus aan de Universiteit Utrecht word ik begeleid door de professoren Erik van Sebille (UU) en Linda Amaral-Zettler (NIOZ & UvA) in het kader van het EU Horizon 2020-project AtlantECO. Mijn onderzoek in de fysische oceanografie richt zich op hoe oceaanstromingen verbindingen tot stand brengen tussen verschillende regio's van de oceaan. Al meer dan drie jaar bestaat mijn werk grotendeels uit computerwerk, waarbij ik virtuele deeltjes simuleer met oceaangegevens en de trajecten van plankton, plastic, nutriënten en zelfs schildpadden analyseer. Het Weeds of Change-project bracht me ertoe het transport van Sargassum in de Atlantische Oceaan te modelleren en buiten mijn computerscherm te werken door deel te nemen aan deze expeditie.
Om de beweging van Sargassum beter te begrijpen, laten we trackers met satellietcommunicatie, zogenaamde drifters, los om de beweging van Sargassum-velden in realtime te volgen. Afgelopen week hebben we drie drifters op een groot Sargassum-veld geplaatst en hebben we de drifters en het veld bijna twee dagen lang met succes gevolgd. Je kunt de trajecten van de tot nu toe uitgezette drifters volgen via deze link
Opens in a new tab. Deze drifters zijn vernoemd naar de endemische en verwante soorten van Sargassum.Het is een droom die uitkomt om de open oceaan uit de eerste hand te ervaren, en het is een ongelooflijke kans om te leren. Ik heb geweldige mensen ontmoet en heb gezien hoe Sargassum niet alleen meerdere mariene soorten in de open oceaan ondersteunt, maar ook de samenwerking tussen onderzoekers uit diverse vakgebieden bevordert. Hartelijk dank aan de bemanning van de RV Pelagia, die ons tijdens onze reis buitengewoon goed heeft gesteund en geholpen.
Ik kijk ernaar uit om de komende dagen de resterende drifters in de Sargassum-velden uit te zetten!

Darshika Manral maakt zich klaar om een stuk drijvend sargassum los te maken vanuit de rubberboot (foto: Erik Zettler).
Het grote Atlantische Sargassum-raadsel: een belangrijk stukje van de puzzel
26 juni 2024
Geschreven door: Edén Magaña, Universidad Nacional Autónoma de México
"Ik ben van mening dat de Sargassum-bloei die zich sinds 2011 in het noordelijke tropische deel van de Atlantische Oceaan voordoet, een van de grootste uitdagingen van dit decennium is. Dit blijkt duidelijk uit het feit dat we het fenomeen nog niet volledig begrijpen. Waarom groeit het Sargassum zo snel? Wat zijn de belangrijkste factoren die deze bloei hebben veroorzaakt? Is klimaatverandering de enige drijvende factor? Met zoveel intrigerende vragen moeten verschillende disciplines samenwerken.
Laat ik beginnen met te zeggen dat we niet kunnen begrijpen wat we niet weten. Dit geldt ook voor Sargassum. We wisten dat het in de Sargassozee voorkwam. In 2011 begonnen het nieuws en de wetenschappelijke literatuur echter te melden dat er enorme hoeveelheden van deze algen op de stranden van verschillende landen lagen. Dit gaf aan dat we in de problemen zaten en dat de economie, het milieu en de gezondheid van deze landen en de mensen die in de buurt van deze kusten wonen, in gevaar waren. Om een redelijke verklaring te kunnen geven, moeten we dus eerst de biologie en fysiologie van Sargassum begrijpen. Maar hoe? Door het te kweken en bloot te stellen aan verschillende omgevingen.
Met de steun van het laboratorium van dr. Brigitta van Tussenbroek (UASA, UNAM) hebben we een systeem ontwikkeld voor het kweken en onderhouden van Sargassum. Deze techniek is succesvol gebleken bij het kweken van Sargassum onder uiteenlopende omgevingsomstandigheden. Nu aan boord van de R/V Pelagia – ons prachtige onderzoeksschip – en met de hulp van een geweldige wetenschappelijke gemeenschap aan boord, proberen we meer te weten te komen over de impact van opwellend water, Saharastof en andere voedingsstoffen op terugkerende Sargassum-bloei in een vereenvoudigde versie van het systeem dat we hebben ontwikkeld; je kunt het zien op de foto. We combineren deze drie omdat het opwellende water afkomstig is van 500 meter diepte, het stof uit de Sahara diverse voedingsstoffen en micronutriënten bevat, en de wateren van de Amazone rijk zijn aan voedingsstoffen. Heel interessant, nietwaar?
Voor mij biedt deze aanpak een geweldige kans om verschillende factoren te integreren die dit fenomeen zouden kunnen veroorzaken. We moeten niet vergeten dat deze terugkerende bloei het resultaat is van verschillende synergetische factoren. Ik ben er dan ook van overtuigd dat ons onderzoek een cruciaal stukje van deze grote puzzel vormt."

Samen aan het werk om het experimentele systeem voor sargassum op te zetten. Van voren naar achteren: Edén Magaña (UNAM), Fabio Nauer (NIOZ) en Juliane Bernardi Vasconcelos (UFRA).
Sargassum vanuit de ruimte
22 juni 2024
Geschreven door: Sully Sullivan, MSc USF OOL
Hallo, ik ben Sully. Ik ben als wetenschapper van het Optical Oceanography Laboratory (OOL) van professor Chuanmin Hu aan de University of South Florida aan boord van de ‘Weeds of Change’-expeditie. Ik heb net mijn master in mariene wetenschappen afgerond, waarbij ik gebruik maakte van satellietbeelden met hoge resolutie om de bewegingen van Sargassum te volgen en de invloed ervan op lokale watertemperaturen te bestuderen. Sargassum is vanuit de ruimte te herkennen aan zijn unieke kleur, wat ons helpt te begrijpen hoeveel ervan zich in de oceaan bevindt, hoe de concentratie en locatie veranderen, en wanneer kustgemeenschappen kunnen verwachten dat het aan land spoelt.
Aan boord heb ik verschillende wetenschappelijke taken. Ik gebruik satellietbeelden die zijn verwerkt met de Alternative Floating Algae Index (AFAI) om Sargassum-matten te detecteren en de route van ons schip te sturen. Je kunt deze beelden op de OOL-website
Opens in a new tab vinden als dagelijkse AFAI-beelden of wekelijkse Sargassum-dichtheidsbeelden. Deze kaarten leiden onze expeditie naar de dichtste Sargassum-gebieden voor bemonstering en experimenten.Ik meet de reflectiespectra van Sargassum-matten met een speciaal apparaat dat lijkt op de rugzak van een “ghostbuster”. Deze metingen van verschillende regio's en soorten Sargassum helpen ons onze satellietdetectie-algoritmen te verbeteren voor een nauwkeurigere tracking. Ik droog Sargassum-monsters voor koolstof-13-analyse, wat ons zal helpen begrijpen welke voedingsstoffen deze bloei voeden. De komende drie weken ga ik onderzoeken hoeveel licht de Sargassum-matten absorberen en wat de temperatuurverschillen zijn tussen de matten en het omringende water. Inzicht in deze factoren kan ons meer inzicht geven in de bredere ecologische gevolgen van Sargassum-bloei.
Ons wetenschappelijk team werkt ongelooflijk goed samen en helpt elkaar altijd bij verschillende bemonsteringsactiviteiten. We naderen momenteel Station 9, waar we ons tweede groeiexperiment zullen starten. Laten we hopen op een kalme zee en grote Sargassum-matten!

Wetenschapper Sully Sullivan maakt zich klaar om de kleur van sargassum te meten (foto: Darshika Manral).
Het meten van metalen in sargassum
20 juni 2024 - 10°51.360’N 053°26.820’W
Geschreven door: Marine Guilbaud
Vandaag hebben we ons zesde meetpunt bereikt. Camera’s hebben het Sargassum op de zeebodem in beeld gebracht en er zijn Surface Velocity Program-drifters (SVP’s) te water gelaten om de bewegingen van het Sargassum te volgen. Er zijn indrukwekkende Sargassum-velden en de bijbehorende biodiversiteit waargenomen. Dit markeert ook het einde van de eerste ronde van Sargassum-groei-experimenten.
Het bestuderen van de groei van Sargassum geeft ons een beter inzicht in dit fenomeen van grootschalige proliferatie. De studies zijn ook bedoeld om overheden te helpen bij het nemen van beslissingen over het beheer van de terugwinning van deze hulpbron.
Eerder onderzoek heeft aangetoond dat Sargassum verontreinigd is met metalen zoals arseen (As) en ijzer (Fe). De toxiciteit van As hangt af van de oxidatietoestand, maar ook van de vraag of het in organische of anorganische chemische vormen aanwezig is. Over het algemeen zijn driewaardige arseenverbindingen giftiger dan vijfwaardige vormen. Het is daarom essentieel om inzicht te krijgen in de accumulatie van metalen in deze macroalgen, zodat het hergebruik ervan de gezondheid van gebruikers niet in gevaar brengt.
Om dit te doen, hebben we een protocol opgezet voor het kweken van Sargassum in een laboratorium in Guadeloupe. We besmetten ze met metalen en kijken in eerste instantie naar het effect op hun groei. Er werden hypothesen geformuleerd dat sommige metalen de groei kunnen stimuleren, terwijl andere deze remmen. De algen werden vervolgens geanalyseerd in het Arcachon Marine Station, in Frankrijk, om hun accumulatiecapaciteit te bepalen. Er wordt arseenspeciatie uitgevoerd om de arseenvorm(en) te detecteren. Tijdens deze wetenschappelijke missie op de RV Pelagia passen we hetzelfde protocol toe om na te gaan of er een effect is van watermassa's en Sargassum in de open oceaan. De verontreiniging in het water wordt gemonitord met behulp van passieve diffusiesensoren, zogenaamde DGT's, om een beter inzicht te krijgen in de mogelijke ijzer- en arseenverontreiniging in het water langs dit Atlantische transect. Daarnaast worden monsters van Sargassum verzameld met behulp van mantatrawls om te controleren of er een gradiënt is in de concentratie van metalen in Sargassum van Guadeloupe tot Kaapverdië.
Laten we dus hopen dat we onderweg genoeg Sargassum vinden om er meer over te leren!

Marine Guilbaud meet de metaalverontreiniging in het sargassum en het omringende water (foto: Marine Guilbaud/NIOZ).
Veranderingen in de wind
18 juni 2024 - 14˚ 53,778’ N, 055˚ 47,238’ W
Geschreven door Sam van Duivenvoorde, MSc-student NIOZ
Precies 1000 kilometer ten noorden van Paramaribo in Suriname is de 64PE535-expeditie al meer dan 5 dagen onderweg van het zonnige Pointe-à-Pitre op Guadeloupe naar Mindelo op Sao Vincente (Kaapverdië). Het doel van de ‘Weeds of Change’-expeditie is om meer informatie te verkrijgen over de macroalge Sargassum. Ik help waar ik kan met de 11 andere onderzoekers, maar ik heb ook mijn MSc-onderzoek in het kader van het onderzoeksprogramma van NIOZ-prof. dr. Jan-Berend Stuut: Saharan Desert Dust.
De eerste documentatie over eolisch stof in de open oceaan was van de Marokkaanse ontdekkingsreiziger Edrisi (1100-1165/1166), waarover Charles Darwin zes eeuwen later publiceerde. De rol van stof in milieuveranderingen wordt steeds vaker bestudeerd, waarbij de nadruk ligt op de aanzienlijke impact ervan op het klimaatsysteem van de aarde, ook wel de ‘stofcyclus’ genoemd, die in wisselwerking staat met de hydrologische en koolstofcycli.
Sahara-stof, aangedreven door de Harmattan-wind en de passaatwinden, wordt omhoog getransporteerd in convectiecellen en verspreid door atmosferische stormen en turbulentie. Inzicht in Sahara-stof is cruciaal voor het begrijpen van woestijnvorming, het leven in de oceaan en klimaatverandering. Het voert voedingsstoffen naar de oceaan, beïnvloedt de groei van fytoplankton en de samenstelling van het oceaanwater, en heeft invloed op regen, wolkenvorming en albedo. Onderzoek naar het gedrag van Sahara-stof in juni en juli zal ons begrip van deze belangrijke stofstroom verbeteren.
Dat klinkt in eerste instantie allemaal interessant, maar dan rijst de vraag: hoe wordt het Saharazand uit de atmosfeer verzameld? Dit is niet mogelijk met gewone huishoudelijke tuin- en keukenapparatuur... nou, eigenlijk gebeurt het wel zo. In de lucht zweeft stof tussen alle andere stoffen, wat onze atmosfeer tot de atmosfeer maakt. De stofdeeltjes, aerosolen, zijn over het algemeen iets groter dan de rest van de stoffen in de atmosfeer. Met een microfilter is het mogelijk om deze ultrakleine deeltjes uit de lucht te filteren. Op het hoogste dek van het schip, ‘het apendek’, staan twee grote blauwe vogelhuisjes (één voor organische aerosolen (bijv. pollen) en één voor anorganische aerosolen (stof)). Het vogelhuisje bevat een stofzuigermotor, net zoals je die thuis hebt. Deze stofzuiger zuigt de lucht van buiten door het filter en voilà, het stof is uit de lucht gehaald. Deze filters worden verder verwerkt bij het NIOZ op Texel. Hier kijken we onder andere naar de hoeveelheid stof (massa), de samenstelling van het stof (samenstelling) en de korrelgrootte/ronding.
Laten we dus hopen op veel wind!

De blauwe vogelhuisjes vangen (in)organische aerosolen op door buitenlucht door een filter te zuigen.
Ons drijvende laboratorium
13 juni 2024 – de dag van vertrek
Geschreven door Linda Amaral-Zettler, expeditieleider
De onderzoeksexpeditie “Weeds of Change” van het onderzoeksschip Pelagia verliet op 13 juni 2024 de haven van Pointe-à-Pitre, Guadeloupe, Frankrijk, voor haar tweede reis gewijd aan het onderzoek naar de zogenaamde “Great Atlantic Sargassum Belt” of GASB sinds 2019. De GASB is een uitgestrekt gebied in de tropische Atlantische Oceaan waar zich momenteel 's werelds grootste algenbloei van een soort bruin zeewier, genaamd Sargassum, bevindt. Deze expeditie brengt een groep internationale wetenschappers samen, gefinancierd door de Nederlandse Wetenschapsraad, de Franse Wetenschapsraad en de Braziliaanse Wetenschapsraad, samen met gastwetenschappers uit Mexico, Duitsland en de Verenigde Staten om aspecten van de oorzaken en het lot van deze enorme algenbloei te bestuderen vanuit fysische, chemische, geologische en biologische invalshoeken. De komende vier weken zal het schip ons ‘drijvend laboratorium’ zijn, waar we zowel de horizontale als verticale bewegingen van Sargassum zullen bestuderen, groeiexperimenten aan boord zullen uitvoeren om de invloed van nutriënten, metalen, stofdeeltjes uit de Sahara en wateren van de Amazone-pluim beter te begrijpen, en de vroegere en huidige biodiversiteit van het Sargassum-ecosysteem zullen onderzoeken met behulp van een combinatie van lipiden- en DNA-karakteriseringen. Ga dus met ons mee op onze verkenningstocht op volle zee naar deze slecht bestudeerde maar levendige drijvende oase in de uitgestrekte open wateren van de Atlantische Oceaan om dit ongekende fenomeen beter te begrijpen.

De RV Pelagia verlaat de haven van Pointe-à-Pitre, op weg naar de Grote Atlantische Sargassumgordel (foto: Pierre-Yves Pascal)
Overige expeditieleden:
- Sam van Duivenvoorde
- Masterstudent, NIOZ
- Darshika Manral
- Promovendus, Universiteit Utrecht
- Débora Héroin
- wetenschapper, Universiteit van Bordeaux, Frankrijk
- Eden Magaña
- technicus, Universidad Nacional Autónoma de México
- Elizabeth Gower
- PhD-student, Woods Hole Oceanographic Institute
- Julia Schnetzer
- wetenschapper, Alfred Wegner Institut
- Juliane Vasconcelos
- wetenschapper, Universidade Federal de Pernambuco, Brazilië
- Marine Guilbaud
- PhD-student, Université des Antilles
- Sarah Sullivan
- MSc-student, University of South Florida


