Methaan is een hot topic en dat is niet voor niks: de concentratie van methaan in de atmosfeer is meer dan verdubbeld sinds het begin van de industriële revolutie. Deze toename in methaan levert een belangrijke bijdrage aan klimaatverandering. Kustgebieden zijn een bron van methaan en daarom een interessant gebied om met de Pelagia te bestuderen.
Hoogleraar van de Radboud Universiteit Caroline Slomp is expeditieleider van de vaartocht in de Botnische Golf en zat op de boot: ‘We weten dat microben in de zeebodem zowel methaan produceren als afbreken. Er wordt relatief veel methaan geproduceerd in kustgebieden, maar de afbraak in de zeebodem is meestal vrij efficiënt. Dit betekent dat slechts een klein deel van de totale hoeveelheid methaan die geproduceerd wordt in de zeebodem (het sediment) ontsnapt naar het bovenliggende water en uiteindelijk in de atmosfeer terechtkomt.’
Toenemende productie
Het is daarom van belang om te onderzoeken hoe dit proces in de zeebodem precies werkt. Helemaal omdat klimaatverandering tot enorme veranderingen in kustgebieden leiden. Slomp: ‘Hogere temperaturen gecombineerd met een toename van organisch materiaal (bijvoorbeeld van algen) resulteren in een toenemende productie van methaan in sedimenten van kustgebieden. We weten niet of de microben die op dit moment zorgen voor de afbraak van methaan in staat zijn de toenemende hoeveelheid methaan te blijven afbreken.’
Het doel van de expeditie naar de Botnische Golf is om die verschillende typen microben, verantwoordelijk voor productie én afbraak van methaan, te identificeren en te achterhalen wat hun groei en hun efficiëntie om methaan te verwijderen bepaalt.
Methaanmonsters
Aan boord van de Pelagia verzamelde het team monsters van de waterkolom en van de zeebodem op verschillende plekken in de Botnische Golf. Om monsters te nemen van de waterkolom werd een “CTD-rozet” gebruikt. ‘Dit apparaat meet onder andere de temperatuur, het zoutgehalte en de zuurstofconcentratie van het zeewater,’ legt Niels van Helmond, nauw betrokken bij de vaartocht, uit. De CTD-rozet is ook uitgerust met 24 flessen om water te bemonsteren.
‘Het mooie is dat we die zogenaamde Niskin-flessen op afstand kunnen sluiten. Hierdoor kunnen we water van verschillende waterdieptes bemonsteren.’ Aan dek en in de laboratoriumcontainers aan boord van de Pelagia wordt het water uit de Niskin-flessen overgebracht naar verschillende kleinere flesjes en reageerbuisjes om de chemische samenstelling van het water, inclusief methaan, te bepalen. Zodra het team terug is worden de methaanconcentraties in de monsters gemeten in de laboratoria van de Radboud Universiteit. Slomp: ‘De grote vraag die we daarmee willen beantwoorden, is of er methaan uit de zeebodem het bovenliggende water inlekt. Dat zou namelijk iets zeggen over de bacteriën die het methaan eten.’
Zeebodem
Naast de bemonstering van het water, worden er ook monsters uit de zeebodem gehaald, zegt Van Helmond. ‘Het sediment wordt bemonsterd met een speciaal ontworpen “multicorer”: die helpt om de bovenste 60 cm van de zeebodem naar boven te halen.’ Ook gebruikt het team een “gravity corer”, die zelfs tot 10 meter aan sediment naar boven kan halen.
Er worden allerlei monsters genomen uit de sedimentkernen. ‘We nemen onder andere monsters van het poriewater (het water in het sediment), en monsters voor DNA-analyse. Als we weer aan land zijn, zullen we de microbiologie en chemie van de verzamelde sedimentmonsters in groot detail bestuderen. Dit duurt maanden tot jaren.’
Laboratoriumcontainers
Maar er zijn ook metingen die al aan boord kunnen worden gedaan met dank aan de faciliteiten van het Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee (NIOZ). Slomp: ‘Dit betekent dat belangrijke nutriënten zoals ammonium en fosfaat, maar ook andere opgeloste stoffen direct aan boord gemeten worden in speciaal daarvoor gebouwde laboratoriumcontainers.’ Ook worden er microsensoren gebruikt om de zuurstofconcentraties in het oppervlaktesediment te bepalen. De eerste resultaten daarvan zijn al binnen.
Bron foto: eigen beeld onderzoekers