Content on this page requires a newer version of Adobe Flash Player.

Get Adobe Flash player
 

  • English
  • Deutsch
Zoek in de Encyclopedie

Water en land

Zeegebieden   Noordzee (leefgebied)   
Zee-onderzoekinstrument de bottom lander, Ecomare

Onderzoek van de Noordzee

In de beginjaren van het Noordzee-onderzoek bestond dit vooral uit onderzoek aan de kusten van het eigen land. De mogelijkheden voor oceanografisch en biologisch veldonderzoek waren zeer beperkt. Schepnetjes, steekbuizen en bezoeken aan de vismarkt verschaften het onderzoeksmateriaal. Tegenwoordig is het Noordzee-onderzoek voornamelijk zeer technisch. Multidisciplinair en internationaal zijn de toverwoorden om de beperkte onderzoeksgelden binnen te halen.

  • Onderzoeksinstituten rondom de Noordzee

    De Noordzee kan gerust gezien worden als de wieg voor talrijke fundamentele methoden van zee-onderzoek. Aan het eind van de 19e eeuw ontstonden rondom de Noordzee verschillende veldstations: het Zoölogische Station in Den Helder (1876), het zeestation Kristineberg aan het Skagerak (1877), het Marine Laboratorium in Plymouth (1888) en de voorloper van de Biologische Anstalt op Helgoland (1892). De onderzoekers wilden weg van hun formalinebuisjes om direct met levende organismen in hun natuurlijke milieu te werken.
    Uit de bescheiden onderzoeksstations ontwikkelden zich grote onderzoeksinstituten, zoals het koninklijke Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee NIOZ op Texel. Het NIOZ verricht zowel onderzoek in de Noordzee en Waddenzee als op de oceaan. Het Centrum voor Estuariene en Mariene Ecologie NIOO-CEME in Yerseke aan de Oosterschelde is daarentegen voornamelijk bezig met de ecologie van de riviermondingen en de kustzone. De regelmatige controle van de waterkwaliteit en het monitoren van plankton en benthos (bodemdieren) komt voor rekening van het RIKZ in Den Haag. Zeevogels en -zoogdieren worden op het NIOZ en Alterra (nu IMARES) op Texel onderzocht, terwijl de opname van de visbestanden in handen van IMARES uit IJmuiden ligt.
    Ook internationaal hebben de onderzoeksinstituten bepaalde zwaartepunten voor hun onderzoek. Het station van de Marine Biological Association (MBA) in Plymouth wijdt zich al meer dan 70 jaar aan het onderzoek van het Engelse Kanaal en het Noordzee-plankton. Het Duitse TerraMare, een onderzoekscentrum in Jadebusen houdt zich met al het Waddenzee-onderzoek bezig. Dit centrum stelt zijn infrastructuur (laboratoria, schepen) ter beschikking van iedereen die wetenschappelijk onderzoek wil doen. Het onderzoekscentrum levert als het ware de 'hardware', terwijl de gastwetenschappers voor de inhoud zorgen. Het Alfred-Wegener Instituut voor pool- en zee-onderzoek (AWI), met zijn afdelingen op Helgoland en Sylt, werkt nauw samen met het Nederlandse NIOZ.
    Samen beschikken de instituten over een hele vloot schepen van verschillende grootte, bijvoorbeeld het onderzoeksschip Pelagia (66 meter lang, NIOZ) en het onderzoeksschip Navicula dat zelfs kan droogvallen op de Waddenzee. Het onderzoeksschip Zirfaea (63 meter, RIKZ, directie Noordzee) heeft in de romp een opening waardoor een zogenaamde ROPH (Remote Operated Hoisted Platform) neergelaten kan worden naar de zeebodem. Een ROPH is een soort onderwaterslee die is uitgerust met 6 videocamera's en een grijparm om pijpleidingen, scheepswrakken en dergelijke te onderzoeken. Voor het visserijonderzoek worden speciale schepen ingezet, zoals het onderzoeksschip Tridens (73 meter, RIVO/DLO) dat zowel sleepnetten als boomkorren gebruiken kan. Het kleinere onderzoeksschip Isis (27 meter, RIVO-DLO) en het onderzoeksschip Solea (34 meter, Institut für Seefischerei in Hamburg) zijn beide het meest geschikt voor onderzoek in de zuidelijke Noordzee. Aan het eind van de zestiger jaren van de vorige eeuw werden voor het onderzoek zelfs onderwaterhuizen (Helgo 1 en 2) bij het Duitse rotseiland Helgoland ingezet. Het onderhoud was echter te duur en de kans op ongelukken voor de duikers te hoog, waardoor dit experiment gestopt werd.

  • Hoe men onder de waterspiegel kijkt: planktononderzoek in de Noordzee
    Nekton-net om plankton te vangen, Ecomare

    Hardy's planktonrecorder uit 1936 is een klassieker in het zee-onderzoek. Nog altijd wordt dit torpedovormige apparaat, dat voor het eerst systematisch in het Engelse Kanaal en in de Noordzee ingezet werd, aan schepen gehangen. Het water stroomt via de mondopening naar binnen en stroomt er aan de andere kant weer uit. Daartussen zit een stuk fijn planktongaas, waarin de in het water zwevende organismen blijven hangen. Het gaas loopt over een rol door een formalinetank, waar de organismen geconserveerd worden. Het geniale idee van sir A. Hardy was om dit apparaat aan schepen te hangen, waardoor op den duur een enorme planktondatabank van alle wereldzeeën samengesteld wordt.

    Nekton-net om plankton te vangen
    Zoöplankton wordt tegenwoordig vaak met een net gevangen, die soms uit 12 lagen bestaat. Een geraffineerd klapmechanisme zorgt ervoor dat telkens maar 1 netopening op een bepaalde waterdiepte geopend is, waardoor de planktonsoorten aan de waterdiepte gekoppeld kunnen worden. In plaats van de vroeger gebruikte waterscheppers en kiepthermometers worden tegenwoordig zogenaamde CTD-sondes (Conductivity-Temperature-Depth) gebruikt. Deze kunnen het zoutgehalte, de temperatuur en de waterdiepte gelijktijdig meten. Een rozet van vergaarbakjes kan watermonsters op iedere gewenste diepte verzamelen. Dikwijls zijn ook stromingsmeters en optische meetgereedschappen ingebouwd, die het gehalte aan zwevende deeltjes in het water meten. In het laboratorium op het schip staat een 'flowcytometer'. Een watermonster vloeit hier door een enorme meetkamer waar afhankelijk van de behoefte, de grootte, vorm en fluorescentie van de deeltjes vastgesteld wordt. De laatste tijd wordt ook geprobeerd met sondes die onder helikopters hangen zoveel mogelijk metingen in korte tijd te nemen, omdat de meeste onderzoeksschepen maar met 11 knopen (zeemijl per uur) varen. Ook van nog hoger uit de lucht -namelijk met behulp van de NOAA-satellieten- wordt planktononderzoek gedaan: Remote Sensing. Hierbij wordt de reflectie, bijvoorbeeld de verzwakking van de elektromagnetische straling (bijvoorbeeld infrarood licht) door de bovenste waterlaag gebruikt om gebieden met een grote oppervlakte te onderzoeken. Op deze manier schat men de primaire productie van algen -het bladgroen geeft een duidelijk signaal- en het zwevend stof gehalte in de Noordzee. Uit deze onderzoeken is duidelijk geworden hoe belangrijk de toestroom van Noordatlantisch water voor alle productieprocessen in de Noordzee is.

  • Naar de grond kijken: onderzoek naar het bodemleven in de Noordzee
    Zee-onderzoekinstrument de bottom lander, Ecomare

    De Deense onderzoeker Petersen zette in ongeveer 1913 voor de eerste keer op systematische wijze een soort baggermolen in die op regelmatige afstanden een monster van de Noordzee-bodem neemt. Deze baggermolen is door talrijke instituten nagebouwd en verbeterd. Tegenwoordig is het Nederlandse deel van de Noordzee opgedeeld in een netwerk van monsterpunten. Door moderne statistische methodes, zoals de clusteranalyse, worden overeenkomsten en verschillen tussen de bodemdiergemeenschappen duidelijk. Dit voorkomt dat de wetenschappers door de bomen het bos (of door de mosselen de zee) niet meer zien. Het probleem van veel traditionele apparaten, zoals de veengrijper en de kiststeker, is dat ze maar kleine oppervlaktes kunnen bemonsteren (maar ongeveer 0,15 vierkante meter bij de veengrijper).
    De triple-D is een bijzondere kor die speciaal voor gebruik in de Noordzee ontworpen is. Dit tonnen wegende apparaat dringt met het 20 centimeter brede mes tot meer dan 10 centimeter diep in de slappe slik-zandbodem van de Noordzee. Hierbij wordt bijna alles dat zich op of onder de zeebodem bevindt gevangen. Wat er voor en in het net gebeurt wordt door videocamera's bewaakt en een automatisch mechanisme zorgt ervoor dat de messen op hun stalen onderstuk terecht komen. Dit is zeer belangrijk als men de dichtheid en biomassa van het bodemleven preciezer wil schatten.
    De eigenschappen van de bodem spelen een belangrijke rol bij de verdeling van de fauna. Daarom zijn technieken ontwikkeld om hier op een snalle manier meer over te weten te komen. Het in 1924 uitgevonden echolood heeft ondertussen een verder ontwikkeld broertje gekregen: de Side Scan Sonar. Bij deze techniek wordt een "torpedo (fish)" aan een lijn achter het schip meegesleept. Een brede echozender (gelijktijdig -ontvanger) aan beide zijden van de "vis" verschaft een ruimtelijk echobeeld van de zeebodem, waarbij de kleinste reliëfverschillen en zelfs de structuur van de bodem te herkennen zijn. Een sedimentprofielcamera (remots) wordt met behulp van een gewicht loodrecht in de bodem gestoken. Deze camera maakt foto's van de sedimentstructuur en de ligging van de bodemlagen.
    Het beeld dat de Noordzee-onderzoeker over het leven in de Noordzee krijgt is afhankelijk van de gekozen vangstmethode. De onderzoekers wilden echter ook meer te weten komen over de natuurlijke processen die in een ongestoord stuk bodem spelen. Hiervoor zijn zogenaamde "landers" ontwikkeld. Net als de marslander wordt de bodemlander vanaf het moederschip op de bodem neergelaten. Hier meet het apparaat in situ (ter plekke) voor een aantal dagen, weken, of zelfs maanden het zuurstofgehalte, de biochemische activiteit, de sedimentatie van zwevend stof en parameters zoals het zuurstofverbruik, enzymactiviteit en RNA/DNA-ratios als maat voor de groeisnelheid. In opgroeiende organismen -onafhankelijk van welke soort- is het RNA-gehalte ten opzichte van het DNA-gehalte verhoogt. In de nabije toekomst kan hiermee zelfs de reproductie en de groei van bodemdieren gevolgd worden.

  • Steeds kleiner en fijner

    Toen de onderzoeker Remane uit Kiel in de vijftiger jaren van de vorige eeuw het zandstrand onder zijn voeten bestudeerde opende hij een nieuwe wereld voor de wetenschap: de meiofauna in de met water gevulde holtes tussen de zandkorrels. Deze dieren zijn net zo groot als een haar dik is en blijven daardoor voor de meeste waarnemers onbekend. Ondertussen zijn honderden soorten en helemaal nieuwe diergroepen beschreven. Deze kleine diertjes zijn zeer productief en wordt door allerlei bodemdieren gegeten. Tegenwoordig worden de objecten voor onderzoek steeds kleiner. De micro- en moleculaire biologie hebben definitief hun intrek in het Noordzee-onderzoek genomen. Bij bijna alle grote instituten ontstonden afdelingen die zich met bacteriën en processen boven, op en in de zeebodem bezighouden. Het bacterieplankton staat tegenwoordig in het centrum van de aandacht. Dit plankton voedt zich namelijk met de opgeloste organische bestanddelen in het water, de grootste voedselbron van de Noordzee! De moleculaire paleontologie van zeesedimenten is een helemaal nieuwe studierichting die zich met het biochemische ontstaan van aardoliebestanddelen en andere organische stoffen bezighoudt. Dankzij deze moleculairbiologische onderzoeksmethoden zal de komende jaren ook duidelijk worden in hoeverre de verschillende bestanden van bijvoorbeeld platvissen of venusschelpen in de Noordzee met elkaar verwant zijn. Ook het begrip van de gecompliceerde stofkringlopen in de Wadden- en Noordzee zal groter worden.

  • Brandende vragen van het Noordzee-onderzoek

    Men zou kunnen denken dat na meer dan een eeuw Noordzee-onderzoek alle raadsels van de Noordzee opgelost zijn. Dit is dus niet waar. Begin mei 2000 verzamelden 170 wetenschappers zich op een symposium in Wilhelmshaven (Duitsland), waar ze discussieerden over de brandendste vragen van het Noordzee-onderzoek. Ze waren het erover eens dat er tot ver over de rand van de Noordzee gekeken moet worden om de gebeurtenissen hier te begrijpen. Bewezen is dat de zogenaamde NAO-index een zeer grote invloed heeft op het plankton en de bodemdieren van de Noordzee. Veranderingen in het luchtdruksysteem tussen de Azoren en IJsland zorgen voor een ander stromingspatroon in de Noordatlantische Oceaan, dat op zijn beurt invloed heeft op de plankton- en visbestanden in de Noordzee en zelfs in de bodemfauna van de Waddenzee terug te vinden valt. Verder kleven nog vele onopgeloste raadsels aan het gecompliceerde voedselweb van de Noordzee en de overlevingskansen van vislarven. Mogelijkerwijze is zelfs de primaire productie van de Noordzee altijd onderschat, terwijl in gebieden noordelijk van de Doggersbank een productie plaatsvindt die tot nu toe over het hoofd gezien is. De wetenschappers op de conferentie waren het erover eens dat de mens, vooral door de intensieve boomkorvisserij met wekkerkettingen, door de invoer van giftige stoffen (zoals tributyltin en andere stoffen die effecten hebben op de voortplanting) en door de introductie van vreemde algen- en diersoorten (bijvoorbeeld in het ballastwater van schepen) de belangrijkste invloed op het ecosysteem van de Noordzee is.