Grace Saba positioneert zich op het achterdek van een zacht deinende boot terwijl zij en haar team een bijna twee meter lange gele torpedo in zee laten glijden. Er gaat gejuich op als het apparaat weer aan de oppervlakte komt, zijn elektronische signaal inschakelt en aan zijn drie weken durende reis langs de kust van New Jersey begint.
“Het heeft zeven jaar gekost om zover te komen,” zegt Saba, die al sinds 2011 aan dit experiment werkt. “Ik ben zó blij, ik kan wel huilen!”
Saba is assistent-professor mariene ecologie aan de Rutgers University, waar ze bestudeert hoe vissen, schelpdieren en andere zeewezens reageren op de stijgende zuurgraad van de oceanen. Verzuring is een gevolg van de klimaatverandering: een langzaam maar onophoudelijk ‘experiment’ waarbij de CO2-uitstoot van industrieën door de atmosfeer wordt geabsorbeerd en vervolgens reageert met het zeewater. De toenemende verzuring van de oceanen heeft al tot de verbleking van Florida’s koraalriffen geleid en kostbare oesterbedden langs de Pacifische kust van het Amerikaanse noordwesten verwoest.
Nu willen wetenschappers als Saba weten wat er met zeedieren in het noordoosten van de VS gebeurt, een regio met commercieel belangrijke visstanden en banken van wilde Amerikaanse venusschelpen, sint-jakobsschelpen en stevige strandschelpen, die niet kunnen wegzwemmen wanneer het zeewater langzaam verzuurt.
“Ze zitten daar gewoon vast,” zegt Saba.
Saba’s torpedoachtige apparaat is een onderwaterdrone – een ‘Slocum-glider’ – die een pH-meter aan boord heeft. Het is de eerste keer dat oceanografen beide technologieën – een ‘glider’ en een zuurgraadmeter – hebben gecombineerd om een breder beeld te krijgen van de veranderingen die zich in de commercieel belangrijke visgronden voor de kust van het Amerikaanse noordoosten afspelen.
De glider zal vanuit Atlantic City naar de ruim tweehonderd kilometer verderop gelegen rand van het continentaal platvaren en dan weer terugkeren. Het apparaat zal een aantal keer afdalen naar de oceaanbodem, waarbij het de watertemperatuur, het zoutgehalte en de zuurgraad zal meten. De glider zal Saba en haar collega’s veel sneller van gegevens over de veranderende samenstelling van het zeewater voorzien dan de testvaarten die elke vier jaar door oceanografische zeeschepen worden uitgevoerd.
Stijgende zuurgraad
Saba en postdoctoraalstudente Liza Wright-Fairbanks van de Rutgers University hopen hun metingen van de zuurgraad van het oceaanwater te vergelijken met het water van de visgronden voor de kust. Jonge vissen en schelpdierlarven zijn extra gevoelig voor de gestaag toenemende zuurgraad van het zeewater.
“We weten eigenlijk niet goed hoe de zuurgraad over de hele waterkolom is verdeeld, vooral niet langs de Oostkust en op de commerciële visgronden hier,” zegt Wright-Fairbanks. “Ze brengen zoveel geld in het laatje voor het land, maar als de schelpdieren hier niet kunnen overleven, kunnen de vissers dat ook niet.”
Volgens wetenschappers is de pH-waarde van de wereldzeeën gemiddeld al gedaald van 8,2 naar 8,1 (hoe lager de pH-waarde, des te zuurder het water). Dat is een daling van 26 procent in de afgelopen eeuw (want de pH-schaal is logaritmisch). Maar omdat de oceanen meer industriële CO2-uitstoot zullen absorberen, zal de pH-waarde tegen het einde van de eeuw naar verwachting zijn gedaald naar 7,7 – een verdubbeling ten opzichte van de huidige zuurgraad, aldus Aleck Wang, professor mariene chemie aan de Woods Hole Oceanographic Institution.
Het resultaat is dat “je [tegen het jaar 2100] zult zien dat schelpen van calciumcarbonaat oplossen,” zegt Wang. “Dat duurt niet zo lang meer.” Door het afsterven van belangrijke organismen als koralen, oesters en talloze soorten plankton, kan de verzuring van de oceanen hele voedselpiramiden verstoren.
Vissers in de Golf van Maine hebben al gemerkt dat de zuurgraad van hun wateren per seizoen verandert. Op termijn kunnen deze schommelingen een bedreiging vormen voor de vangst van ruim zeshonderd miljoen dollar aan zeevruchten ten behoeve van de economie van de staat Maine. Ook verder naar het zuiden, halverwege de Amerikaanse Oostkust, maken vissers zich zorgen over hun toekomst.
“We proberen uit te zoeken wat de aanpak is,” zegt A.J. Erskine, eigenaar van een commerciële oesterkwekerij in de rivier de Potomac in Virginia. “Ik weet niet of er een oplossing is, maar hoe meer gegevens we hebben, des te meer kennis we hebben. Als we de pH-waarden niet weten, hoe kunnen we het probleem dan aanpakken?”
Erskine maakt deel uit van een groep vissers, wetenschappers en visserijbeheerders van de staat Virginia die zich hebben verenigd in het Mid-Atlantic Coastal Acidification Network, dat aandringt op meer onderzoek naar en aandacht voor dit probleem. Wetenschappers van de University of Delaware en de National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) hebben onlangs de eerste permanente boei te water gelaten die CO2-waarden zal meten in de Chesapeake Bay, het grootste estuarium aan de Oostkust van de VS. De vastgeketende boei zal de wetenschap helpen om antwoord te krijgen op de vraag of de baai nog meer CO2uit de atmosfeer kan opnemen en tegelijkertijd de vervuiling door omringende landbouwbedrijven en fabrieken kan verwerken.
In een andere poging om de verzuring te meten, hebben onderzoekers van de NOAA in de Stille Oceaan en de Noordelijke IJszee zeven meter lange oppervlakterobots ingezet die door zeilen worden voortbewogen en gegevens over de wind, de temperatuur en de zuurgraad zullen meten. De onderzoekers hopen de verouderde oppervlakteboeien, die aan de zeebodem zijn verankerd, te kunnen vervangen door deze mobiele zeilrobots.
Terwijl wetenschappers bezig zijn koraalpoliepen te ontwikkelen die weerbaarder zijn tegen het verzuurde zeewater, kan er volgens Erskine ook gezocht worden naar oesters, schelpdieren en vissen die goed gedijen in zuurder zeewater.
“Dat kunnen we doen door de tanks van kwekerijen te manipuleren,” zegt Erskine. Maar zoiets werkt natuurlijk alleen voor gekweekte soorten. “Het wordt lastiger als je het over de Chesapeake Bay of de Golf van Maine hebt.”
Gokken op de toekomst
Terug op de boot besteden Saba, Wright-Fairbanks en onderzoeker Travis Miles van de Rutgers University de hele ochtend aan het testen van de Slocum-glider. Ze willen zeker weten of de instrumenten perfect werken voordat ze het voertuig op de automatische piloot aan zijn milieumissie laten beginnen. Om watermonsters te nemen gooien de onderzoekers CTD’s overboord, oftewel grijze plastic sondes aan een touw die de conductiviteit, temperatuur en diepte (en waterdruk) van het zeewater meten. Deze beproefde metingen van het zeewater worden vergeleken met de gegevens die de sensoren op de glider hebben geregistreerd.
Nadat het team van Rutgers de glider te water heeft gelaten en op weg heeft gestuurd, keert het veertien meter lange werkschip terug naar een jachthaven vlakbij het Golden Nugget-casino in Atlantic City. Wright-Fairbanks is net aan haar promotieonderzoek aan de Rutgers University begonnen, en dit onderzoek naar de zuurgraad van de oceanen zal in de komende jaren in haar proefschrift worden verwerkt.
Ze herinnert zich hoe ze op de middelbare school gefascineerd raakte door de wetenschap. Tijdens een wetenschapskamp op de zomerse Bahama’s voerde Wright-Fairbanks een experiment uit waarbij vissen de keuze kregen om in een tank met verzuurd water of in een aangrenzende tank met een hongerige haai te gaan zwemen.
“De meeste vissen kozen voor de haai,” zegt Wright-Fairbanks.
Voor deze wetenschappers is het duidelijk dat de wereldzeeën veranderen door opwarming en verzuring. Hun werk kan bijdragen tot het vinden van antwoorden op de vraag welke soorten zullen overleven, welke naar minder aangetaste habitats zullen moeten migreren en welke uiteindelijk tot het verleden gaan behoren.
