Stof

Elk jaar vinden er talrijke stofstormen plaats en in totaal wordt ongeveer 180 miljoen ton zogenaamd mineraalstof uit de Noordwest-Afrikaanse woestijnen (waaronder de Sahara en de Sahel) westwaarts over de Atlantische Oceaan geblazen. Berekeningen en recente satellietmetingen van NASA hebben aangetoond dat tussen Afrika en het Caribisch gebied ongeveer 140 miljoen ton mineraalstof op de oceaan neerslaat. Daarnaast slaan miljoenen tonnen neer op het Zuid-Amerikaanse regenwoud. Zulke hoeveelheden stof die over zo'n groot gebied neerslaan, hebben waarschijnlijk een impact.

De stofstorm Godzilla in juni 2020 is een voorbeeld van hoe grote hoeveelheden stof over de oceaan worden geblazen (copyright: NASA):

Uit onderzoek weten we dat woestijnstof het klimaat op aarde op verschillende manieren beïnvloedt:

- Het reflecteert zonne-energie door fijnkorrelig stof in de bovenste delen van de atmosfeer. Hierdoor bereikt deze warmte de aarde niet, wat een afkoelend effect heeft.
- Iets grotere stofdeeltjes die in de lagere atmosfeer rondzweven hebben juist een opwarmend effect. Ze absorberen zonne-energie die aan het aardoppervlak weerkaatste en eigenlijk op weg was terug de ruimte in. Zo werkt dit stof als een broeikasgas.
- Woestijnstof als voedsel voor plankton in de oceaan bevordert dat plankton CO₂ kan vastleggen.
- Recent hebben we aangetoond dat stof ook een rol kan spelen bij de verwijdering van een nog veel schadelijker broeikasgas: methaan (CH₄).

We willen graag weten hoe precies de relaties tussen woestijnstof en plankton in de oceaan werken en of het misschien zelfs mogelijk zou zijn om de oceaan kunstmatig te voorzien van de voedingsstoffen uit woestijnstof, om op die manier iets te doen aan ons klimaatprobleem.

In twee projecten bij NIOZ en een project bij partnerinstituut MARUM-Bremen bestudeerden we Sahara-stof door het te verzamelen met instrumenten die we onder de stofpluim plaatsten. In 2012 zetten we verankerde boeien met autonome stofverzamelaars in, die aangedreven door zonnepanelen lucht door filters pompen.

Daarnaast hebben we verankeringen met sedimentvallen op grote diepte geplaatst om materiaal te verzamelen dat in de oceaan bezinkt. Zowel de boeien als de sedimentvallen leveren tijdreeksen op, niet alleen van stof maar ook van fytoplankton dat reageert op de nutriënten in het stof. Deze data vergelijken we met satellietbeelden en meteorologische gegevens. Een derde manier om neergeslagen stof te bemonsteren, is door sedimentkernen uit de oceaanbodem te halen.

Sinds we de instrumenten in 2012 voor het eerst inzetten, bezochten we ze de afgelopen jaren regelmatig opnieuw tijdens expedities met verschillende onderzoeksschepen, zoals RV Pelagia, maar ook met buitenlandse schepen zoals FS Maria S Merian, FS Meteor en RRS James Cook.

De projecten TRAFFIC (gefinancierd door NWO) en DUSTTRAFFIC (gefinancierd door ERC) richtten zich op de effecten van stofafzetting op het mariene milieu. We hebben hieruit mooie resultaten gepubliceerd, met nog meer artikelen in de pijplijn.

Zo begrijpen we steeds beter hoe de wind sediment over grote afstanden kan verplaatsen. Daarbij vindt een sortering plaats op korrel-grootte, -vorm en -samenstelling. De sortering die we over duizenden kilometers waarnemen, blijkt ook over veel kleinere afstanden systematisch op te treden; langs het strand en in de duinen. Dit blijkt daarnaast ook nog eens een uitwerking te hebben op de ecologie van het kustgebied; de verspreiding van verschillende soorten planten. 

Het is heel belangrijk dit soort processen te begrijpen. Het kan ons mogelijk helpen om de natuur een handje te helpen en misschien zelfs te herstellen waar dat kan.

Ook op Texel wordt onderzoek gedaan naar eolische processen: Staatsbosbeheer maakte een inkeping (kerf) in de zeereep (het voorste duin), zodat zand van het strand zich kan verplaatsen naar het grijze duingebied. Dat heeft te kampen met verzuring door overmatige stikstofdepositie. Het calciumcarbonaat uit het strandzand kan de zure bodem neutraliseren, wat de afnemende diversiteit kan herstellen. Daarnaast zorgt de kerf ervoor dat de steeds steiler en hoger wordende zeereep weer robuust breed wordt en en meer zoet water kan opslaan. In november 2023 zijn we begonnen met een T0-onderzoek van het gebied. In januari 2025 is de kerf aangelegd, waarvan we de effecten nauwlettend in de gaten houden.