Onderzoek onder zee-ijs biedt verrassende inzichten

Dit onderzoek van van Wageningen Marine Research en partners, waaronder het Alfred Wegener Instituut, is een vervolg op eerdere EU-studies en bracht de Polarstern tot de geografische Noordpool. Voor het bemonsteren werd onder andere gebruikgemaakt van de Surface and Under-Ice Trawl (SUIT), die zijn twintigjarig jubileum vierde tijdens de expeditie.

Belangrijke resultaten zijn onder meer het bewijs dat een groot deel van de krillpopulatie in Antarctica zich in de meestal met ijs bedekte bovenste twee meter van de oceaan bevindt, waar conventionele methoden ze niet konden registreren. In het Noordpoolgebied heeft de SUIT bijgedragen aan het in kaart brengen van migratiepatronen van de poolkabeljauw onder het ijs. Chemisch-fysische analyses toonden bovendien aan dat de kleine dieren onder het ijs een sleutelrol spelen in de voedselketen van zowel de Arctische als de Zuidelijke Oceaan.

Van twijfel naar doorbraak: het ontstaan van de SUIT

Het idee werd aanvankelijk door veel onderzoekers sceptisch ontvangen. Een onderzoeksnet dat langs de onderkant van het ijs glijdt om daar levende kleine dieren te vangen. Toch was de Nederlandse ornitholoog Jan Andries van Franeker ervan overtuigd dat deze nieuwe benadering nodig was om een raadsel in het Antarctische ecosysteem te doorgronden. Met klassieke methoden vond men simpelweg te weinig krill, vis en zoöplankton in de diepere waterlagen om de vele zeehonden, vogels en walvissen in het Antarctische pakijs van voldoende voedsel te voorzien. Van Franeker vermoedde dat krill en andere kleine dieren aan de onderkant van het pakijs cruciaal waren voor deze dieren.

In 2003 begon een klein team van technici en wetenschappers van Alterra (nu Wageningen Marine Research) op Texel met het ontwikkelen van een net om deze lastig bereikbare leefomgeving te bemonsteren. Zo ontstond de Surface and Under-Ice Trawl (SUIT), met bijdragen van Van Franeker, Koos Zegers, André Meijboom en Michiel van Dorssen. De SUIT is een onderijs-slee van zware stalen buizen, met drijvers om hem aan de oppervlakte te houden. Het net wordt voortgetrokken door een ijsbreker. Dankzij een speciaal ophangsysteem wordt het net zijwaarts achter het schip uitgetrokken, waarbij rubberen wielen het langs de onderkant van het ijs geleiden.

Strijd tegen kritiek en technische uitdagingen

De Texelse metaalbouwer Michiel van Dorssen ontwierp de SUIT, die in het voorjaar van 2004 voor het eerst met de ijsbreker Polarstern in het Antarctische pakijs werd getest. Toenmalig doctoraalstudent Hauke Flores  ging mee. Flores: “Ik moest mijn proefschrift schrijven over de SUIT-resultaten. De eerste operaties waren moeilijk en kregen veel kritiek en spot van de andere onderzoekers aan boord. Ik zag mijn proefschrift in de ijskoude oceaan wegzinken“. De bemanning gaf het net al snel de bijnaam ‘Kampfwagen‘. Pas na aanpassing door Uwe Grundmann, die een systeem ontwikkelde om de zware SUIT veilig te lanceren en terug te halen, leverden de eerste vangsten een unieke blik op de gemeenschappen onder het pakijs op. Flores: “Zonder de wetenschappelijke steun van expeditieleider Ulrich Bathmann van het Alfred Wegener Instituut waren er waarschijnlijk niet meer dan een paar pogingen geweest“.

De SUIT in actie: twintig jaar onderzoek

Flores kon zijn proefschrift succesvol afronden, en hij bleef niet de enige. Inmiddels werkt hij bij het Alfred Wegener Instituut, waar hij met collega’s, en in samenwerking met Wageningen Marine Research, nog altijd onderzoek doet naar het leven onder het ijs met behulp van de SUIT. Flores vertelt: “Op de laatste expeditie in het Noordpoolgebied, PS144 'ArcWatch-2', hebben we de SUIT voor de 246e keer in beide poolgebieden ingezet“. Het record voor het aantal SUIT-operaties staat op 32, behaald tijdens een winterexpeditie in Antarctica onder leiding van kapitein Stefan Schwarze. Naast de Polarstern hebben ook de Australische Aurora Australis, de Japanse Kaiyo Maru, en de Amerikaanse Sikuliaq de SUIT gebruikt. Tot nu toe vormden de monsters en gegevens van de SUIT de basis voor acht proefschriften, vele bachelor- en masterscripties en meer dan veertig wetenschappelijke publicaties.

De SUIT wordt inmiddels niet alleen voor biologisch onderzoek ingezet, maar ook voor unieke gegevens over de fysische eigenschappen van het zee-ijs en het onderijs-habitat dankzij moderne sensoren. Zo heeft de SUIT de afgelopen twintig jaar een kleine bijdrage geleverd aan het onderzoek naar de rol van zee-ijs binnen pool-ecosystemen, en ons begrip van de veranderingen die het door mensen veroorzaakte smelten van ijs met zich meebrengt, verdiept. De resultaten laten zien dat zelfs een ‘gek idee’ de moeite waard kan zijn om te verkennen, hoe veel weerstand het ook ondervindt. Zoals Flores zegt: ”Het kan verrassende inzichten en resultaten opleveren.”

Tekst: Hauke Flores, Alfred Wegener Instituut en Fokje Schaafsma & Cecile Leuverink, Wageningen Marine Research
Foto's: Jan Zimmerman (leadfoto: Het 'oude' SUIT-team in actie tijdens de afgelopen Arctische expeditie PS144. Van links naar rechts Uwe Grundmann, Hauke Flores, Martina Vortkamp, Michiel van Dorssen, en kapitein Stefan Schwarze); Martina Vortkamp; Jan Andries van Franeker; Wageningen Marine Research