NIOZ@Sea: De TIP-TOP-expeditie

De expeditie 64PE540 van de RV Pelagia vertrok op dinsdag 28 januari 2025 vanuit Mindelo op Sao Vicente (Kaapverdië) en is op woensdag 19 februari aangekomen in Las Palmas op Gran Canaria (Spanje): de expeditie is succesvol afgerond. Bedankt voor het volgen van deze blog!

Onder deze lijn hebben we regelmatig updates geplaatst, met de meest recente bovenaan.

18 en 19 februari - Het einde van een TIP-TOP-expeditie

Dat was het dan. Na een spannende expeditie zijn we weer terug in Las Palmas. We willen iedereen bedanken die heeft geholpen om dit mogelijk te maken: de bemanning, de wetenschappers en alle anderen die ons hebben gesteund. Jullie inzet en toewijding hebben deze reis mogelijk gemaakt. Onze monsters en gegevens zullen voor altijd bewaard blijven, als herinnering aan deze geweldige reis.

17 February - Tiny little creatures on a rope

Picture a nice day, sunshine and a little breeze. Picture the sea in its deepest blue with the swell gently lifting a ship up and down. This was the day of the mooring deployment for the carbonate mineral dissolution experiment. What are carbonate minerals, you may ask? It’s what the shells of these tiny sea creatures are made of, pteropods (sea butterflies!), foraminifera and coccoliths. When those tiny creatures die, they start to sink to the seafloor and on the way down the shells start dissolving. We are interested in figuring out at what depth and how quickly the dissolution happens. There are lots of these critters in the world’s ocean so this process is quite an important one to understand, especially because it affects how much CO₂ the ocean can take up and store.

So, on this very fine day (the finest of them all this cruise), hours were spent on the back deck, taping sample holders with those tiny shells in them to a long rope. This rope reaches from the seafloor at 4800 m up to 600 m below the surface and every 100 m or so samples were placed. It took five hours but with good tunes and some fun banter with the crew it wasn’t the worst way to spend the morning, even if it meant a late lunch. In three months, we will hopefully pick up the samples again and find out how much the shells dissolved (stay tuned!!). However, the work wasn’t yet done for the day, we also did a CTD (see previous blog post in case you forgot what that is) to get water samples from the entire water column because we want to know how the chemical environment looks like that the samples will enjoy for the next couple of months. By the time we were done with that, the stars were out and we spent a long moment on deck, gazing up at the milky way and feeling like tiny little creatures ourselves.

16 februari - Een scheepsruim vol klimaatarchieven

Na ongeveer drie weken expeditie komt het einde in zicht. Op het laatste station wordt hard gewerkt. De komende dagen is het tijd om alles af te ronden, de laatste taken te voltooien en het cruiserapport te maken. Diep in het ruim van het schip liggen de meeste sedimentkernen die tijdens de cruise zijn verzameld veilig opgeborgen. Ze zitten vol geheimen uit het verleden en bevatten de sporen van het oude Noord-Afrikaanse klimaat en de omringende oceaan. Zowel aan boord als thuis in het lab zullen deze monsters helpen om vroegere omgevingen te reconstrueren en cruciale inzichten te verschaffen in het functioneren van onze planeet. Voorlopig vaart het schip verder, met zijn missie bijna volbracht en zijn lading van onschatbare waarde.

15 februari - boei Carmen

Ondanks de super lastige omstandigheden, met windkracht 6-7 en een ruwe zee door golven en flinke deining, hebben kapitein Henk en zijn team op de RV Pelagia de boei Carmen, die vol stof zat, toch kunnen halen.

Na een lange nacht van het ‘oogsten’ van gegevens en monsters uit de boei, plus onderhoud, het vervangen van batterijen en het uploaden van nieuwe bemonsteringsschema's, zijn we nu klaar om de boei weer te plaatsen. Carmen zal nog een jaar toevoegen aan de tijdreeks van niet alleen meteorologische omstandigheden, maar ook de daadwerkelijke verzameling van zowel ‘droog’ stof (lucht wordt door filters op een carrousel gepompt) als ‘nat’ stof (een regensensor zorgt ervoor dat een deksel opent, waardoor een trechter wordt geopend om flessen in de boei te vullen).

Deze boeien zijn ontworpen, gebouwd en ontwikkeld bij NIOZ, in nauwe samenwerking met collega's van MARUM-Bremen, en zijn uniek in de wereld.

Veel succes en tot volgend jaar, Carmen!

14 februari - kleurrijke sedimentkarakterisering

De Tip-Top-cruise heeft in totaal 22,5 m aan sedimentkernen verzameld, die de afgelopen dagen allemaal zijn geopend, beschreven en met XRF gescand. Vandaag zijn de XRF-gegevens van de laatste kern verwerkt om de belangrijkste sedimentologische veranderingen, variaties in samenstelling en de meest optimale bemonsteringsposities te karakteriseren. De karakterisering van de samenstelling op basis van de XRF-scans geeft een kleurrijk beeld van de olijfgrijze sedimenten, waaronder deze 8,5 m lange kern die voor de kust van Mauritanië is genomen.

14 februari - kleurrijke sedimentkarakterisering

Tijdens de Tip-Top-cruise hebben we in totaal 22,5 meter aan sedimentkernen verzameld, die we de afgelopen dagen allemaal hebben geopend, beschreven en gescand met XRF. Vandaag zijn de XRF-gegevens van de laatste kern verwerkt om de belangrijkste sedimentologische veranderingen, variaties in samenstelling en de meest optimale bemonsteringsposities te karakteriseren. De karakterisering van de samenstelling op basis van de XRF-scans geeft een kleurrijk beeld van de olijfgrijze sedimenten, waaronder deze 8,5 m lange kern die voor de kust van Mauritanië is genomen.

12 februari - drijvende vallen

Om te kijken welke soorten sedimenten (zoals plankton van het oceaanoppervlak) in de oceaan neerslaan, nemen we monsters van de waterkolom met zogenaamde drijvende vallen: vier buizen die op drie verschillende dieptes hangen: 100 m, 200 m en 400 m. Deze buizen zijn gevuld met gefilterd zeewater dat een beetje is verdicht (we hebben zout toegevoegd) zodat het water niet uit de buizen stroomt.

Met al het stof dat de laatste tijd door de atmosfeer waait, verwachten we wat door de wind meegevoerd materiaal in de buizen terug te vinden. Ook hopen we de mogelijke reactie van verschillende soorten plankton op dit stof te zien. De drijvende vallen drijven vrij rond en we streven ernaar ze na 24 uur weer op te halen. Duimen maar voor mooie resultaten!

11 februari - kern niet aan boord...

“Huh... oké,” zei de altijd hardwerkende hoofdwetenschapper Rick Hennekam nadat de kabel met een knal brak terwijl hij de laatste zuigerkern van de Tip Top-reis vasthield. Met een dappere blik haalde hij zijn hand door zijn met zout bespatte haar en bedankte hij de bemanning voor hun inspanningen bij het verzamelen van de vorige drie kernen. “Nou ja, dit is tenminste niet met de eerste gebeurd,” concludeerde Rick opgelucht. Het bestuderen van aardwetenschappen balanceert voortdurend op een zorgvuldig evenwicht tussen vernietiging en ontwikkeling. Vandaag heeft de oceaan een stukje van zichzelf teruggenomen, dankzij de vele sedimentkernen die we nu in het ruim van ons schip hebben opgeborgen. Deze gedenkwaardige – en waarschijnlijk zeer dure – gebeurtenis deed niets af aan de tot nu toe verzamelde gegevens, die voldoende zijn voor de bulkanalyse van al onze lopende projecten. Terwijl de schemering weer een productieve dag aan boord van de RV Pelagia afsluit, gaan we opnieuw op reis, optimistisch over onze toekomstige wetenschappelijke inspanningen.

10 februari - Multicore aan boord!

Op deze Superbowl-zondag waren de Philadelphia Eagles niet de enigen die naar de overwinning vlogen, want ons team heeft weer een multicore-monster verzameld bij station 11. Na een afdaling van 2200 m werd de multicore-monsternemer op het dek geplaatst, zodat onze op sediment gerichte bemanning hem kon demonteren. Om te beginnen moet elke buis uit zijn houder worden gehaald en vervolgens worden afgesloten met stoppen om de kern te bewaren. Nadat alle kernen voor bemonstering zijn verwijderd, worden vier kernen naar een klimaatgeregelde container met een viervoudig kernsnijapparaat gebracht. De overige kernen worden schoongemaakt, gelabeld en opgeslagen voor latere verwerking. Voor een gezonde competitie hebben we onze vaardigheden getest voor de snelste multicore-demontagetijd, die net onder de 4 minuten lag, ongeveer 90 seconden minder dan het all-time record. Blijf ons volgen voor een nieuwe poging om het record te verbreken!

Bemonsteringsfeest

Nadat de multicores zijn genomen, willen we ze zo snel mogelijk bemonsteren. Met twee teams van twee personen verwerken we vier cores tegelijk met behulp van een viervoudig coresnijapparaat, in een klimaatgeregelde ruimte. Met ons team van vier personen zijn we een echte bemonsteringsmachine. Handschoenen aan, muziek op, we bemonsteren de cores snel, want er lijkt een eindeloze stroom cores binnen te komen. De temperatuur in de monstercontainer is ingesteld op bijna dezelfde temperatuur als het water op de bodem, wat best koud kan zijn, maar dat haalt onze moed niet weg. De monsters worden gesneden, in zakken gedaan, gelabeld en vervolgens ingevroren tot ze verder worden verwerkt. Op naar de volgende kernen.

9 februari - Weer een stoffige dag op zee

Al dagen varen we door een grote stofstorm die vanuit het noordwesten van Afrika over de Atlantische Oceaan trekt. Het einde van de winter op het noordelijk halfrond staat bekend om de grote hoeveelheden stof die met de passaatwinden naar het westen worden meegevoerd. In dit korte filmpje zie je duidelijk hoe de atmosfeer wazig is en hoe de RV Pelagia bedekt is met een dun laagje oranje stof.

8 februari – watermonsters nemen

Naast het stof dat tegenwoordig veel door de wind wordt meegevoerd, is er nog een andere manier waarop sedimenten van het noordwestelijke Afrikaanse continent naar de Atlantische Oceaan worden getransporteerd: rivieren. De meest noordelijke rivier die het hele jaar door stroomt en enorme hoeveelheden fijnkorrelig sediment naar de Atlantische Oceaan voert, is de Senegalrivier.

Met behulp van de nieuwste organische geochemische tools (zogenaamde biomarkers) proberen we te begrijpen welke organische moleculen typisch zijn voor deze fluviale sedimenten en hoe ze kunnen worden gebruikt om de rivierafvoer door de geologische geschiedenis heen te reconstrueren. Hiervoor nemen we watermonsters op verschillende dieptes met behulp van de CTD, een carrouselachtige constructie met N=24 flessen waarmee we op verschillende dieptes monsters kunnen nemen. Zodra de CTD weer aan dek is, gieten we het water in kleine flesjes om thuis in het lab te bestuderen. Daarnaast willen we op bepaalde dieptes waar we concentraties van riviermateriaal verwachten, grotere hoeveelheden water bemonsteren, wat meestal gebeurt met in-situ pompen. Deze autonome filtratie-eenheden worden in de oceaan neergelaten, waar ze een uur lang filteren. Op deze manier kan meer dan 300 liter automatisch worden gefilterd!

7 februari 2025 – iedereen aan dek!

Vandaag is een superdrukke dag; we proberen twee stations te bezoeken om monsters te nemen van zowel de waterkolom als de sedimentlaag die zich in de loop van de tijd op de zeebodem heeft afgezet. Omdat we redelijk dicht bij de Mauritaanse kust zitten, is de sedimentatie erg hoog (zo'n paar centimeter per jaar), waardoor korte klimaatveranderingen uit het verleden mogelijk zijn vastgelegd.

's Nachts hebben de kapitein en zijn team van officieren op de brug de zeebodem in kaart gebracht met behulp van een zogenaamde sub-bottom profiler. Op deze manier kunnen we de beste plek selecteren om met een pistonboor de bovenste tientallen meters sediment te boren. Uiteraard willen we een kern met een maximale lengte, waarvoor we voldoende gewicht op de kern nodig hebben om deze als een pijl in het sediment te duwen. Als we echter te veel gewicht op de kern plaatsen, kan deze te diep doordringen of – als hij een harde laag in de sedimentlaag raakt – kan de lange metalen buis verbuigen, waardoor deze een banaanvorm krijgt.

De bekwame NMF-technici doen geweldig werk, samen met de bootsman en zijn dekbemanning; we slagen erin een 8,5 meter lange sedimentkern te bemachtigen! De komende dagen zullen we deze kern openen en enkele eerste metingen uitvoeren met behulp van de XRF-kernscanner. Blijf ons volgen!

6 februari - stoffig Nouakchott

We mogen op het Mauritaanse continentaal plat werken en een enthousiaste waarnemer wil graag bij ons komen kijken en leren. Vandaag halen we deze waarnemer op uit de haven van de hoofdstad van Mauritanië: Nouakchott. Zoals je in deze video kunt zien, zorgt weer een stofstorm ervoor dat de lucht lekker (voor sommigen tenminste!) wazig wordt.

5 februari - overal stof

We zitten duidelijk in het stoffigste deel van de Atlantische Oceaan; elke ochtend duurt het een paar minuten langer voordat we de zon kunnen zien, omdat die eerst door een stoflaag heen moet nadat hij boven de horizon is gekomen. Elke avond is de zon al verdwenen voordat hij zelfs maar in de buurt van de horizon is, vanwege de dikke laag stof die in de lagere delen van de atmosfeer hangt. Het is intrigerend om te beseffen dat Charles Darwin tijdens zijn reis op de HMS Beagle in het midden van de 19e eeuw dezelfde nevel boven de oceaan heeft waargenomen.

Tegenwoordig hebben we satellietwaarnemingen tot onze beschikking om te zien waar stof wordt uitgestoten en waar het naartoe waait. Met computermodellen kunnen we zelfs voorspellingen doen over waar stof zal worden uitgestoten en waar het naartoe wordt getransporteerd. Op basis van waarnemingen zowel op het land als op zee kan het Copernicus-stofmodel dit doen en die voorspellingen worden gevisualiseerd door de app Windy.com. Overigens is de RV Pelagia een van de vele schepen die meteorologische gegevens aan dit model leveren.

In de YouTube-clip hieronder is een product van Windy.com te zien: de hoeveelheid woestijnstof die door de atmosfeer waait. In de linkerbenedenhoek is een tijdbalk te zien met de datum en tijd tussen 30 januari en 6 februari 2025, en je kunt duidelijk zien dat we inderdaad door een dikke laag stof varen! Hoe donkerder bruin de kleuren zijn, hoe meer stof er is. De waarden zijn veel hoger dan de hoeveelheden die worden aanbevolen door de Wereldgezondheidsorganisatie. De posities van de twee stofverzamelende boeien Laura en Carmen, respectievelijk net ten zuiden en ten noorden van de Kaapverdische eilanden, worden ook aangegeven.

4 februari - een verhaal over een vliegende vis

Geschreven door een anonieme vliegende vis

Het is niet raar om een vliegende vis tegen te komen in de subtropische Noord-Atlantische Oceaan, die boven de golven springt. Het zou zelfs vreemd zijn als je niet minstens één van deze beestjes tegenkomt die over de warme golven van de Atlantische Oceaan springen. Vandaag, echt een willekeurige dag, was er een vliegende vis die zichzelf in dit tafereel terugzag*.

Toen ik boven het wateroppervlak uitkwam, vielen de eerste zonnestralen op de waternevel die ik achter me liet. Ik vloog in het glinsterende licht en liet mijn vleugels me boven een kleine, golvende golf leiden. Ik begroette de volgende golf met een korte, eenvoudige duik. Op zulke momenten voelde ik me het meest in vrede. Maar vandaag was vrede moeilijk te vinden, omdat mijn gedachten door angst werden overschaduwd. Ik was op weg naar de jaarlijkse feministische visconferentie, Fighting Fins for Fins (FFfF), en maakte me zorgen dat de agenda van vorig jaar weer niet was gehaald. Als bestuurslid voelde ik me persoonlijk verantwoordelijk voor onze laatste nederlagen. Door deze vervelende zorg die aan mijn geweten knaagde, zag ik het gewoon niet. Geen enkele ontmoeting met marlijn, tonijn of roofdieren had me voorbereid op de indrukwekkende grootsheid van de RV Pelagia, die elke mogelijkheid tot ontsnapping onmogelijk maakte. Dus spartelde en worstelde ik op het hete, stekelige oppervlak. Ik zwoegde en draaide me om me aan te passen aan het vreemde... land. Land? Ik ken alleen de zee. En nu zie ik niets.

Niets anders dan een groot, helder wit licht dat toebehoort aan de kapiteins van de boot. Grote wezens met gladde, vlezige vinnen haalden me uit mijn benarde situatie en brachten me terug om te varen naar de grote, wijde afgrond van mijn thuis.

*Gebaseerd op een waargebeurd verhaal

3 februari - Een stoffig masterproject

Geschreven door Nienke Badrane

Ik ben Nienke en dit jaar ben ik aan boord gegaan van een onderzoeksschip, de Pelagia, onder leiding van prof. dr. Jan-Berend. Ik zit in mijn eerste jaar van de masteropleiding Aardwetenschappen aan de Vrije Universiteit. Een van mijn taken aan boord is helpen bij de dagelijkse werkzaamheden van de stofafscheider. Mijn taak is om naar het hoogste deel van het schip te klimmen om elke 24 uur het stoffilter van de collector te vervangen. De stofcollector werkt als een stofzuiger: een motor zuigt lucht aan en de windsensor zorgt ervoor dat de motor alleen werkt als de wind uit de meest optimale richtingen komt (noord, oost, west, ten opzichte van het schip). Dit voorkomt vervuiling door de motor van het schip als de wind uit het zuiden komt. Zodra ik het filter heb verzameld, vervang ik het door een nieuw exemplaar en noteer ik de positie van het schip, de weersomstandigheden en de status van het apparaat (zoals de totale doorstroming en de bedrijfstijd). Later analyseren we de stofmonsters op korrelgrootte en chemische samenstelling om inzicht te krijgen in hun samenstelling en herkomst. Het is gaaf om te zien hoeveel stof er elke dag op het filter kan worden verzameld. Ik ben erg benieuwd naar de resultaten van dit experiment! Ik ben ook nieuwsgierig naar mijn toekomstige taken, zoals het analyseren van sedimentkernen, stofboeimonsters en sedimentvallen!

2 februari - Eerste watermonsters

Helaas waren de omstandigheden 's ochtends nogal ruw, waardoor het te gevaarlijk was voor de bemanning om de stofverzamelende boei Laura op te halen. We konden echter wel een CTD uitvoeren onder deze omstandigheden, waardoor we watermonsters uit de waterkolom konden nemen en belangrijke parameters in de waterkolom konden meten (zoals temperatuur, zoutgehalte en zuurstofgehalte). Hieronder zie je Darci en Ben die het hebben over een paar opvallend lage waarden voor het zuurstofgehalte op ongeveer 500 meter diepte... We hopen dat het weer de volgende dag iets beter wordt, zodat we kunnen beginnen met het ophalen van de boeien op deze plek!

1 februari - Klaar voor actie

We zijn goed op weg naar onze eerste stop, net ten zuiden van Kaapverdië. Morgenochtend komen we aan, dus iedereen maakt zich klaar voor de aankomst. 's Ochtends hebben we een vergadering gepland op de brug om de operaties daar te bespreken. Eerste stop: stofverzamelboei Laura! Iedereen is klaar voor actie.

31 januari - Start van de expeditie!

We moesten een paar dagen wachten op brandstof in de haven van Mindelo. Op de 31e kregen we het goede nieuws dat we die ochtend brandstof zouden krijgen en dus vertrokken we 's middags vanuit de haven naar onze eerste bestemming! Iedereen is enthousiast om aan onze expeditie te beginnen. De eerste monsters van de cruise worden boven op de brug verzameld met onze stofcollectoren. Er hangt veel stof in de lucht door de enorme stofwolk uit de Sahara die zich helemaal tot Zuid-Amerika uitstrekt.

30 januari - er hangt stof in de lucht!

Zowel de app Windy.com als de satellietbeelden van NASA laten het zien: een grote wolk Saharastof waait nu vanuit het noordwesten van Afrika naar het westen, over de Kaapverdische eilanden.

We merken dit niet zo duidelijk, hoewel het lijkt alsof er een waas/mist boven het water hangt. Dit is het best te zien op de afbeelding hieronder, waar anders het eiland Sao Tomé duidelijk zichtbaar zou zijn, maar dankzij de stoffige waas is dat vandaag niet het geval...

Hier zie je duidelijk hoe de zon door de wolken schijnt en hoe het zonlicht ook door de stoffige atmosfeer wordt gefilterd.

29 januari - Veiligheid voorop

Om weer even te wennen aan het schip en te weten wat we moeten doen als er iets misgaat aan boord, krijgen we een uitgebreide uitleg van tweede stuurman Ravi en doen we een ‘echte’ oefening waarbij het alarm afgaat en we allemaal met ons reddingspak en reddingsvest naar de verzamelplaats moeten. We hopen dat we nooit nodig hebben wat we hebben geleerd!

28 januari - het TIP-TOP-team

Tussen alle voorbereidingen door springen we even aan land voor een groepsfoto voor ons huis voor de komende weken: maak kennis met het TIP-TOP-team!

27 januari 2025 - aankomst in Sao Vicente

Net na de middag komen we aan op de luchthaven Cesaria Evora op Sao Vicente, een van de noordelijke eilanden van Kaapverdië. We worden verwelkomd door een harde wind, die behoorlijk wat (lokaal) stof doet opwaaien!

Na een snelle immigratieprocedure worden we opgehaald en naar de haven gebracht, waar de RV Pelagia op ons wacht.

17 januari 2025 - heldere lucht, met wat stof

Op deze satellietfoto zie je een heldere lucht langs de noordwestkust van Afrika. Een paar van de Canarische Eilanden zijn net zichtbaar onder dikke witte wolken bovenaan de foto. De Kaapverdische Eilanden zijn duidelijk te zien in het midden onderaan de foto, hoewel er ook een dunne stofwolk in noord-zuidelijke richting te zien is.

De foto is afkomstig van de website van NASA's Earth Observatory.

1 november 2024 - voorbereidingen voor de cruise en inpakken

Het organiseren van een expeditie is een hoop werk en de voorbereidingen beginnen meestal al maanden van tevoren. Hier zie je NIOZ - NMF-technici Jan-Dirk en Barry (kun je hem zien?) bezig met het inpakken van de eerste set containers die aan boord van de RV Pelagia in de haven van Kaapstad, Zuid-Afrika, zullen worden geplaatst. Deze containers zijn al in november 2024 daarheen verscheept.