Nieuwsbrief

Blijf wekelijks op de hoogte van het beste uit De Kennis van Nu en het laatste nieuws!

MELD JE AAN
IJzig onderzoek
In kleine ingevroren belletjes op de Noord- en Zuidpool zit al duizenden jaren lucht opgesloten. Wetenschappers trotseren barre omstandigheden om deze lucht omhoog te halen.

Zachtjes tikt het stuk ijs tegen de wand van het bekerglas. Het smelt, langzaam. Uit de bovenkant van het bekerglas steekt een glazen buisje, dat verbonden is met allerlei andere buisjes en flesjes. Ze lijken leeg; maar schijn bedriegt. Hier in het Institute for Marine and Atmosferic Research Utrecht (IMAU) analyseren wetenschappers de lucht die zit opgesloten in duizenden jaren oud ijs. Het is deze lucht die door de glazen buisjes stroomt, en de Utrechtse onderzoekers kunnen hier uiterst precieze metingen aan verrichten. Het doel: meer te weten komen over hoe het klimaat op aarde in elkaar steekt.

Dat is bijvoorbeeld belangrijk vanwege de huidige broeikasproblematiek. Als je beter weet hoe temperatuur en het broeikasgas CO2 in het verleden met elkaar samenhingen, kun je beter voorspellen wat de invloed die de huidige toename van koolstofdioxide zal zijn op de wereldwijde temperatuur.

Er bestaan allerlei indirecte manieren waarop je kunt zien hoeveel CO2 er duizenden jaren geleden in de lucht zat. Bijvoorbeeld aan de hand van fossiele plantenresten. ‘Maar het liefst zou je natuurlijk rechtreeks metingen willen verrichten aan die oude lucht,’ aldus Roderik van de Wal, universitair hoofddocent bij het IMAU. ‘En dat kan. De enige plek op aarde waar die oude lucht nog te vinden is, is in belletjes in het ijs.’

Dus zijn er grote, internationale projecten op touw gezet waarbij geologen boren in de dikke, oeroude ijslagen van de Noord- en Zuidpool. De ijskernen die ze hierbij omhoog halen hebben al veel waardevolle informatie opgeleverd. Van de Wal: ‘Dankzij onderzoek aan ijskernen is de relatie tussen CO2 en temperatuur bevestigd. Als je ver terugkijkt in het verleden zie je elke keer weer dat er in koude periodes weinig CO2 in de lucht zat, en in warme veel. Ook hebben we dankzij ijskernen kunnen bewijzen dat de toename van koolstofdioxide in de atmosfeer sinds de industriële revolutie inderdaad te wijten is aan de verbranding van fossiele brandstoffen.’

Isotopen
Maar hoe weten onderzoekers hoe warm het was in de tijd dat het ijs gevormd werd? Dit blijken ze, onder meer, ook weer uit het ijs te kunnen afleiden. Via zogenoemd isotopenonderzoek. Atomen van elementen zoals zuurstof of koolstof kunnen soms een beetje verschillen in samenstelling. Bij zuurstof bijvoorbeeld bestaat de kern van het atoom meestal uit zestien deeltjes. Maar soms zijn het er achttien. Deze verschillende vormen heten isotopen. Er bestaat een sterk verband tussen de hoeveelheid zuurstof-18 in ijs en de wereldtemperatuur. Dat de huidige stijging van koolstofdioxide in de lucht komt door verbranding van fossiele brandstoffen, is ook bekend dankzij isotopenonderzoek. Aardolie en kolen bevatten namelijk weinig van de “zware” isotoop koolstof-13. En deze vorm van koolstof blijkt, naar verhouding, ook steeds minder voor te komen in de atmosfeer.

Het IMAU was een paar jaar geleden betrokken bij een groot ijsboorproject op de Zuidpool, EPICA. Dankzij dit project hebben wetenschappers reconstructies van onder meer de temperatuur en het CO2-gehalte op aarde tot maarliefst 800.000 jaar terug kunnen maken. Nu is het instituut betrokken bij een vergelijkbaar project in het noorden van Groenland, genaamd NEEM. Laborante Carina van der Veen was in de zomer van 2008 op Groenland om te helpen bij het boren. Ze zat er vijf weken. ‘Dat is best lang hoor!’, zegt ze. De omstandigheden in het onderzoekskamp zijn namelijk behoorlijk zwaar. Van der Veen: ‘Iedereen werkt er tien uur per dag. En ook op zaterdag en zondag wordt er gewerkt. Er is toch niets anders te doen in het weekend; je zit midden op een ijsvlakte.’ 

IJskoude nachten
En dan is er natuurlijk de kou. ‘In de winter werkt er niemand op deze locatie. Dan is het echt te koud. Bovendien is het dan 24 uur per dag donker. In de zomer valt de temperatuur mee. ’s Nachts kan het dan -25 worden. Maar overdag loopt de temperatuur soms wel op tot -5. Als het dan windstil is, en zonnig, kun je in je t-shirt rondlopen,’ vertelt Van der Veen. Ondertussen heeft Van de Wal een filmpje aangezet dat is gemaakt op het onderzoekskamp. De enige warme plek in het kamp is een bolvormig gebouw waarin een eetzaal, ontspanningsruimte en wat kantoortjes zijn gemaakt. De slaaptenten zijn niet verwarmd. Het onderzoekslab is onder het oppervlak uitgehakt, zoals duidelijk is te zien aan de muren en plafonds van ijs. De boorinstallatie zit in een nog weer dieper gat: op zo’n 20 meter diepte, waar het ook hartje zomer -30 graden is.

Het grote voordeel van zo’n onderzoekslab onder de grond is dat de temperatuur en andere omstandigheden lekker constant zijn. De uitgeboorde ijskernen kunnen er daardoor goed bewaard blijven. Een van de taken van Van der Veen was om de drieënhalve meter lange, vuistdikke staven in kleinere stukken te zagen en ze in de lengte in meerdere stukken op te delen. Daarna worden de stukken verscheept. ‘Aan het project op Groenland werken wereldwijd zo’n twintig verschillende onderzoeksgroepen mee. Elke groep krijgt een eigen partje van de ijskern,’ legt Van der Veen uit.

Boordevol belletjes
We lopen naar de kelder van het IMAU. Hier liggen, in een speciale vrieskamer, alle ijskernen opgeslagen waaraan de Utrechtse groep onderzoek zal doen. Van der Veen pakt een stuk ijs van een plank. Anders dan het ijs dat je in de winter op Nederlandse sloten ziet liggen, zit dit Groenlandse ijs echt vol luchtbelletjes. Ze verduidelijkt: “Dat komt door de manier waarop het ijs gevormd is. Het is geen bevroren water, maar ineengedrukte sneeuw.” In de vrieskamer is het -20. Niet zo lekker om bij te werken. Er staat dan ook alleen een zaag, om het ijs in nog kleinere stukjes de snijden; de analyses gebeuren in een normaal laboratorium, boven.

Komende zomer gaat Van der Veen terug naar Groenland, samen met promovenda Célia Sapart. Als het boren naar verwachting verloopt, zal er dan een laag ijs van 140.000 jaar oud worden bereikt. Dat is midden in het vorige interglaciaal; een warme periode tussen ijstijden in. De onderzoekers hopen dat ze uit deze ijskernen onder meer kunnen afleiden hoe groot de ijsmassa van Groenland destijds geweest is. Zodat ze weer iets beter kunnen voorspellen wat er zal gebeuren als de aarde in onze tijd ook een paar graden warmer wordt.

Nadine Böke

Dit artikel verschijnt deze week ook in de VPRO Gids.

In aflevering 30 van Beagle: in het kielzog van Darwin vertelt paleoklimatoloog Henk Brinkhuis over zijn recente grondboringen op de Zuidpool. Deze uitzending is zondag 25 april om 21.10 uur op Nederland 2.

Tijdens hun vorige reizen hielden Carina van der Veen en Célia Sapart weblogs bij van hun verblijf op Groenland. Op deze blogs zijn ook veel foto’s en filmpjes te vinden. Zie www.pooljaar.nl/kernvangroenland en www.greenlandexperience.blogspot.com. Komende zomer zullen ze hun blogs opnieuw bijhouden.