Nederlands Polair Programma

Aard- en Levenswetenschappen (ALW)
Nederlands Polair Programma: het Dirck Gerritsz Laboratorium
Het Nederlands Polair Programma
en het Dirck Gerritsz Laboratorium
Het Nederlands Polair Programma (NPP) is een onderzoeksprogramma van waaruit Nederlands wetenschappelijk onderzoek in en naar de poolgebieden wordt gefinancierd. De beoordeling van subsidieaanvragen, de
uitvoering en de coördinatie van het NPP is door de financiers opgedragen aan NWO, en ondergebracht bij het
NWO- Gebied Aard- en Levenswetenschappen (ALW).
Vanuit het NPP is het Dirck Gerritsz laboratorium gebouwd op het Britse Rothera Research Station, Antarctica.
Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek
Probleemstelling
De poolgebieden zijn zeer gevoelig voor klimaatverandering: ze vormen de polsslag van het klimaatsysteem. De klimaatverandering in de poolgebieden heeft grote fysieke, ecologische, sociale en economische gevolgen tot ver daarbuiten. Door de
wereldwijde circulatiesystemen (atmosfeer, oceanen) worden veranderingen in de poolgebieden over de hele wereld voelbaar.
Goed inzicht in deze veranderingen is voor Nederland belangrijk; zo is Nederland als laaggelegen land kwetsbaar voor
zeespiegelstijging.
Dirck Gerritsz Laboratorium bij Rothera Research Station
Vanuit het NPP is er een Nederlandse mobiele onderzoeksfaciliteit opgericht bij het Britse onderzoekstation Rothera op het
Antarctisch schiereiland. Dit laboratorium maakt van Nederland een volwaardige onderzoekspartner binnen het internationale
poolonderzoek. Antarctica is een unieke onderzoeksomgeving waar gevolgen van klimaatverandering goed te meten zijn, vrij van
verstorende invloeden van de mens. NWO werkt hier samen met de British Antarctic Survey (BAS).
Hoe zien de labs eruit
Het Dirck Gerritsz laboratorium bestaat uit vier losse laboratoria, gemaakt van zeecontainers. De laboratoria staan in een
zogeheten docking station, dat elektriciteit, internetverbinding, water, beschutting en opslagruimte levert. Ook beschermt het
docking station de laboratoria tegen de weersomstandigheden. Met financiering vanuit het NPP heeft de BAS het docking station
gebouwd en het Koninklijk Nederlands Instituut voor Zeeonderzoek (NIOZ) de mobiele laboratoria. De laboratoria hebben een
basisinrichting van twee werktafels, een zuurkast, een wasbak en opbergkasten. Dit wordt per lab aangevuld met specifieke
behoeften van de individuele onderzoeksprojecten. Het Dirck Gerritsz laboratorium geeft een toegevoegde waarde aan de
onderzoeksmogelijkheden van het Britse onderzoeksstation.
Naamgeving
Er zijn vier mobiele laboratoria met de namen Blijde Boodschap, Liefde, Geloof en Hoop. De naamgeving is afgeleid van vijf
schepen (het vijfde schip heette Trouw) die in 1598 uit Rotterdam vertrokken om via Zuid-Amerika een handelsroute te zoeken
naar Azië. Het schip de Blijde Boodschap onder leiding van Dirck Gerritszoon Pomp werd bij Zuid-Amerika naar het zuiden
geblazen. Hij zag toen een besneeuwd berglandschap ‘als het land van Noorwegen’. Daaruit wordt de voorzichtige conclusie
getrokken dat hij toen de South Shetland eilanden, en daarmee als eerste Antarctica zag. De gehele onderzoeksfaciliteit draagt
daarom de naam Dirck Gerritsz laboratorium.
Onderzoek
Het personeel en de apparatuur voor het eerste gebruik van de mobiele laboratoria zijn geselecteerd door middel van een
subsidieronde uitgevoerd door NWO-ALW. In mei 2011 werden, naast drie andere onderzoeken over Antarctica, vijf onderzoeksvoorstellen gehonoreerd die gebruik gaan maken van het Dirck Gerritsz laboratorium in de Antarctische zomer van
2012-2013. De onderwerpen van de verschillende projecten zijn klimaatverandering, glaciologie, mariene ecologie en
oceanografie.
Totstandkoming labs
Hoewel het concept in de wereld van het wetenschappelijk onderzoek niet nieuw is, moest er veel werk worden verricht
voordat een standaard zeecontainer omgevormd kon worden tot een mini laboratorium. Met name de aanpassing aan de
omstandigheden in Antarctica vroeg veel van de technici van het NIOZ. Ze werkten samen met een bedrijf (JM Services) dat
gespecialiseerd is in koeltechnieken, en dat ook een speciale proefopstelling bouwde om de labs te testen. Naast zaken als
goede isolatie, ventilatie (Antarctica is zeer droog) en plaatsing van een raam keken de ontwerpers vooral naar
betrouwbaarheid en degelijkheid; reparatie van een lab in Antarctica zal immers zeer kostbaar zijn.
Nadat in mei 2011 de bijbehorende projectvoorstellen werden goedgekeurd, moesten de betreffende onderzoekers nog de
verdere aanpassingen doorgeven voor hun specifieke projectvoorstel.
De vier laboratoria
De laboratoria zijn ingericht in standaard zeecontainers van 6.06 m lang. De containers zijn 2.44 m breed en 2.89 m hoog.
De ruimte in de laboratoria wordt optimaal benut zodat er maximale ruimte is voor de onderzoeker en diens onderzoekswerk. De laboratoria bieden de onderzoekers de mogelijkheid en ruimte om hun eigen onderzoeksapparatuur te
gebruiken, inclusief internetverbinding.
Blijde Boodschap en Hoop zijn uitgerust als ‘Dry lab’, elk met een andere invulling, Liefde is uitgerust als ‘Clean Lab’ en
Geloof als ‘Wet Lab/Cultivation Lab’. De onderzoekers kunnen meerdere labs gebruiken voor hun onderzoek.
1. Blijde boodschap
De temperatuur in deze container zal tussen de 15 °C en 20 °C worden gehouden. Het is een droog lab en daardoor
geschikt voor het gebruik van allerhande analytische instrumenten. Naast de standaard uitrusting bevat dit lab ook een
laminaire luchtstroomkast.
2. Hoop
Dit lab beschikt over een massaspectrometer die klimaatgassen in de atmosfeer kwantificeert. Daarnaast is er een
kweekkast met plasmalampen die het daglichtspectrum leveren.
3. Liefde
Dit lab is voor de uitvoering van analytisch werk dat een hoge nauwkeurigheid vereist. Het is daarom uitgerust met
speciale filters in het luchtverwerkende systeem. Dat maakt de lucht die de container binnenkomt stofvrij. Het lab is
bedoeld om onder schone omstandigheden te werken, vrij van metalen contaminatie, zodat later analyses uitgevoerd
kunnen worden op onbesmette monsters. Als toevoeging op de standaard uitrusting heeft dit lab twee laminaire
luchtstroomkasten.
4. Geloof
Dit natte lab heeft een incubatieopstelling om effecten op de samenstelling van Antarctische algensoorten te bestuderen.
In deze opstelling kunnen de onderzoekers variëren met bijvoorbeeld, pCO2 (de partiële druk van koolstofdioxide), pH
(zuurgraad), temperatuur, zoutgehalte en troebelheid. Ook worden er in het lab watermonsters bewerkt.
Milieu en duurzaamheid
Het uitgangspunt van het Antarctisch Verdrag is dat lidstaten zo min mogelijk schade toebrengen aan het Antarctische
milieu. Nederland past deze gedachte in de eerste plaats toe door geen eigen basis op te richten maar juist aan te sluiten
bij de al bestaande infrastructuur van de BAS. Verder is het Dirck Gerritsz lab op diverse manieren zo uitgerust dat er zo
min mogelijk energie wordt verbruikt. Zo komt de capaciteit van de Britse energiegenerator niet in het geding. Elektriciteit
moet immers ter plekke worden opgewekt met diesel. Duurzaamheid speelt een belangrijke rol bij de energievoorziening
van het Dirck Gerritsz laboratorium. Er zijn zonnepanelen op het dak van het docking station geplaatst. De laboratoria
beschikken over een warmtepomp: deze onttrekt warmte uit de buitenlucht en blaast koudere lucht weer naar buiten, een
soort omgekeerde koelkast. Tevens is het denkbaar dat de mobiele laboratoria over een aantal jaar elders worden
geplaatst, aangezien ze transporteerbaar zijn. Er hoeven dan geen nieuwe labs te worden gebouwd.
2010
2011
Omstandigheden Rothera
2012
Rothera ligt op het Antarctisch Schiereiland, een punt van het continent die zich richting
Zuid Amerika uitstrekt. De temperatuur ligt er ’s zomers gemiddeld tussen de 0 en 5 graden,
’s winters tussen -5 en -20. Het klimaat op het schiereiland is daarmee relatief mild. In de
laboratoria ligt de temperatuur tussen de 15 en 22 graden. Op de Britse basis werken in de
zomer ongeveer 100 mensen, in de winter zo’n 20.
Ondanks het onherbergzaam lijkende landschap is juist de zee erg rijk aan leven. Er leven
onder andere pinguïns, walvissen en zeehonden.
Antarctisch Verdrag
Het Antarctisch Verdrag regelt dat Antarctica onbewoond blijft en dat er geen militaire of
economische activiteiten plaatsvinden. Maar verschillende landen hebben territoriale claims,
die soms kracht worden bijgezet door de bouw van onderzoekstations. Het verdrag stamt uit
1959; sindsdien hebben zo’n 45 landen het verdrag ondertekend. Nederland deed dat in 1990
en heeft een consultatieve status. Een uitvloeisel hiervan is de plicht tot de uitvoering van
wetenschappelijk onderzoek. Daarvoor dient het Nederlands Polair Programma.
Financiering
Voor de realisatie van het Dirck Gerritsz Laboratorium hebben NWO en het Ministerie van
OCW extra geld in het Nederlands Polair Programma geïnvesteerd. Inclusief twee subsidierondes gaat het om € 8,5 mln.
NWO Aard- en Levenswetenschappen
Nederlands Polair Programma: het Dirck Gerritsz Laboratorium
Onderzoeksproject Spoormetalen
IJzer en andere opgeloste spoorelementen in
het zeewater van Marguerite Baai,
West-Antarctica
Dit factsheet gaat over het onderzoeksproject naar
spoormetalen in zeewater.
Uitvoering: prof.dr. Hein de Baar, dr. Johann Bown (postdoc),
Project Spoormetalen
Patrick Laan (technicus), NIOZ
Professor de Baar gaat metingen verrichten naar de
hoeveelheid spoorelementen in zeewater. Dit project maakt
Wat is het Nederlands Polair Programma?
gebruik van het mini-lab ‘Liefde’.
Het Nederlands Polair Programma (NPP) financiert Nederlands
wetenschappelijk onderzoek in en naar de poolgebieden.
Het West Antarctisch schiereiland is één van de snelst
De beoordeling van subsidieaanvragen, de uitvoering en de
opwarmende plaatsen ter wereld (Figuur 1). Gletsjers smelten
coördinatie van het NPP is opgedragen aan NWO Gebied Aard-
er snel, grote ooit permanente ijsvelden op zee verdwijnen,
en Levenswetenschappen (ALW).
en het jaarlijkse zee-ijs is kortere tijd aanwezig in de winter.
Daardoor veranderen in zeewater en zee-ijs de gehaltes aan
Probleemstelling
ijzer en de andere spoorelementen mangaan, kobalt, nikkel,
De poolgebieden zijn zeer gevoelig voor klimaatverandering:
koper en zink.
ze vormen de polsslag van het klimaatsysteem. De
klimaatverandering in de poolgebieden heeft grote
fysieke, ecologische, sociale en economische gevolgen tot
ver daarbuiten. Door de wereldwijde circulatiesystemen
(atmosfeer, oceanen) worden veranderingen in de
poolgebieden over de hele wereld voelbaar. Goed inzicht
in deze veranderingen is voor Nederland belangrijk;
zo is Nederland als laaggelegen land kwetsbaar voor
zeespiegelstijging.
Dirck Gerritsz Laboratorium bij Rothera Research
Station
Vanuit het NPP is er een Nederlands laboratorium opgezet
bij het Britse onderzoekstation Rothera op het Antarctisch
Schiereiland. Dit laboratorium maakt van Nederland een
volwaardige onderzoekspartner binnen het internationale
poolonderzoek. Antarctica is een unieke onderzoeksomgeving
waar gevolgen van klimaatverandering goed te meten zijn, vrij
van verstorende invloeden van de mens. NWO werkt hiervoor
samen met de British Antarctic Survey (BAS).
Figuur 1. De temperatuur op Rothera Research Station en het nabij gelegen
Faraday Station schommelt van jaar tot jaar. Toch is een trend van opwarming duidelijk zichtbaar. Data van John Turner (British Antarctic Survey) en
collega’s van het SCAR Reader project.
Personeel en specifieke apparatuur voor het eerste gebruik
zijn geselecteerd door middel van een subsidieronde. In mei
Deze zes spoorelementen zijn essentieel voor elk levend
2011 werden vijf onderzoeksvoorstellen gehonoreerd plus
organisme. Spoorelementen maken in heel kleine
drie voorstellen voor breder onderzoek op Antarctica. In de
hoeveelheden deel uit van de voeding. Ze staan aan de basis
Antarctische zomer van 2012-2013 nemen de onderzoekers het
van hele ecosystemen. Ook de eencellige algen in zee hebben
Dirck Gerritsz Laboratorium in gebruik.
deze zes spoorelementen nodig om te kunnen groeien. De
verder zullen veranderen in de 21e eeuw. Samen gaan de
algen (fytoplankton) nemen kooldioxide (CO2) op uit het
onderzoekers voorspellen hoe de levering van opgeloste
zeewater en gebruiken energie uit zonlicht om organische
metalen zal veranderen, en dus ook de groei van algen zal
stoffen te maken. Door deze fotosynthese groeien de algen; ze
wijzigen en daarmee ook de veranderingen van de aantallen
delen elke 48 uur in twee nieuwe cellen die dan weer groeien
zeevogels en zeezoogdieren in West-Antarctica.
en delen, enzovoort. De algen zijn het enige voedsel voor krill
(kleine garnaalachtigen), die op hun beurt het voedsel zijn
voor zeevogels (pinguïns, albatrossen) en de zeezoogdieren
(zeehonden, walvissen), die weer een prooi zijn voor de echte
zeerovers zoals het zeeluipaard en de orka. Alles wat leeft
rondom Antarctica is uiteindelijk afhankelijk van voldoende
beschikbaarheid van de opgeloste spoorelementen in
zeewater.
Figuur 3. Kaart van de zeegrens van de Sheldon gletsjer die in de periode
1947-2001 steeds kleiner is geworden (Cook et al., 2005, Science). Ryder Bay
is het stukje zee dichtbij de gletsjer van de veel grotere Marguerite Baai.
De inzet-kaarten geven de positie van Adelaide eiland bij West Antarctica
respectievelijk Antarctica op wereldschaal.
Contact
Contactpersoon voor het Nederlands Polair Programma
Figuur 2. De Sheldon gletsjer komt uit in de zee vlakbij Rothera. De rand
van de gletsjer steekt als een muur van ijs boven het water uit. Soms breekt
een flink stuk af en vormt een ijsberg zoals zichtbaar op de voorgrond.
© British Antarctic Survey
Tot nu toe is vrijwel niets bekend over gehaltes van
deze metalen rondom het Antarctisch schiereiland. Dit
onderzoeksproject meet voor het eerst de gehaltes aan deze
metalen in zeewater en zee-ijs in Marguerite Baai, Antarctica.
Andere onderzoekers in het Dirck Gerritsz lab bestuderen
tegelijkertijd de groei van de algen. De verwachting is dat de
locale Sheldon gletsjer (Figuur 2) als bron werkt van metalen
voor het zeewater in de baai. De gletsjer schuurt over de
rotsbodem en neemt door erosie spoorelementen mee uit
gesteentes.
In de afgelopen 60 jaar is de gletsjer flink kleiner geworden
door de opwarming van de aarde (Figuur 3), met een
waarschijnlijke afname van opgeloste metalen naar de zee als
gevolg. Onderzoekers van de Universiteit Utrecht bestuderen
de veranderingen van de ijskap en gletsjers van het hele
gebied en proberen te voorspellen hoe die ijskap en gletsjers
is drs. Liesbeth Noor, 070 344 08 20, [email protected].
Meer informatie vindt u op www.nwo.nl/npp.
NWO Aard- en Levenswetenschappen
Nederlands Polair Programma: het Dirck Gerritsz Laboratorium
Onderzoeksproject Antarctische algen
Antarctische algen in een veranderende
wereld en de gevolgen hiervan voor de
voedselketen
Dit factsheet gaat over het onderzoeksproject naar
veranderingen in de samenstelling van Antarctische algen, en
de invloed daarvan in de voedselketen.
Uitvoering: dr. Corina Brussaard, Tristan Biggs (AIO), Zoi
Farenzena (student), NIOZ
Het project Antarctische algen
Voor dit project bestuderen onderzoekers van het NIOZ,
Wat is het Nederlands Polair Programma?
onder leiding van dr. Brussaard, hoe veranderingen in de
Het Nederlands Polair Programma (NPP) financiert Nederlands
samenstelling van Antarctische algensoorten, als gevolg van
wetenschappelijk onderzoek in en naar de poolgebieden.
klimaatverandering, het functioneren van het voedselweb
De beoordeling van subsidieaanvragen, de uitvoering en de
beïnvloeden.
coördinatie van het NPP is opgedragen aan NWO Gebied Aarden Levenswetenschappen (ALW).
Probleemstelling
De poolgebieden zijn zeer gevoelig voor klimaatverandering:
ze vormen de polsslag van het klimaatsysteem. De klimaatverandering in de poolgebieden heeft grote fysieke, ecologische, sociale en economische gevolgen tot ver daarbuiten.
Door de wereldwijde circulatiesystemen (atmosfeer, oceanen)
worden veranderingen in de poolgebieden over de hele wereld
voelbaar. Goed inzicht in deze veranderingen is voor
Nederland belangrijk; zo is Nederland als laaggelegen land
kwetsbaar voor zeespiegelstijging.
Dirck Gerritsz Laboratorium bij Rothera
Research Station
Vanuit het NPP is er een Nederlands laboratorium opgezet
bij het Britse onderzoekstation Rothera op het Antarctisch
Schiereiland. Dit laboratorium maakt van Nederland een
volwaardige onderzoekspartner binnen het internationale
poolonderzoek. Antarctica is een unieke onderzoeksomgeving
waar gevolgen van klimaatverandering goed te meten zijn, vrij
© Corina Brussaard – werken in een lab-container
van verstorende invloeden van de mens. NWO werkt hiervoor
samen met de British Antarctic Survey (BAS).
Antarctica is geheel omgeven door de Zuidelijke IJszee. Dit is
de enige oceaan die de hele wereld rond gaat en daarbij drie
Personeel en specifieke apparatuur voor het eerste gebruik
oceanen met elkaar verbindt. Daardoor beïnvloeden processen
zijn geselecteerd door middel van een subsidieronde. In mei
in Antarctica de fysica, chemie en biologie van alle oceanen en
2011 werden vijf onderzoeksvoorstellen gehonoreerd plus
zijn ze belangrijk voor het begrip van het klimaat op aarde.
drie voorstellen voor breder onderzoek op Antarctica. In de
Het Antarctisch schiereiland warmt snel op; welke gevolgen
Antarctische zomer van 2012-2013 nemen de onderzoekers het
heeft klimaatverandering op het functioneren van het polaire
Dirck Gerritsz Laboratorium in gebruik.
ecosysteem in zee?
onderzoekers halen de watermonsters met rubberboten op
(zie foto).
De onderzoekers bestuderen de algengroei, de
sterftesnelheden door virusinfecties en begrazing, de vetzurensamenstelling van zowel (geïnfecteerde) algensoorten als van
grazende kreeftjes, wat van belang is voor een succesvolle
overwintering. Deze gegevens kunnen waardevolle inzichten
verschaffen hoe de ecologisch belangrijke Antarctische
wateren reageren op klimaatveranderingen. Als we meer
weten over de Antarctische algen, draagt dat uiteindelijk ook
bij aan voorspellingen over bijvoorbeeld de krill visserij of het
voorkomen van walvissen.
© Corina Brussaard – de meetopstelling
De wateren rond het Antarctisch schiereiland zijn over
het algemeen rijk aan leven. Algen staan aan de basis
van de meeste voedselketens in zee. Bij het Antarctisch
schiereiland vormen algen de voedselbron van onder
andere krill. Dit zijn kreeftjes en garnaaltjes die samen een
enorme hoeveelheid biomassa vertegenwoordigen. Het is
de cruciale voedselvoorraad voor veel dieren die leven rond
Antarctica. Veranderingen in de hoeveelheid algen en in
hun soortensamenstelling hebben daarom gevolgen voor de
hogere plaatsen in de voedselketen: voor krill, en daarmee ook
voor de dieren die krill eten.
Er zijn aanwijzingen dat de hoeveelheid en soortensamenstelling van de algen in de Antarctische wateren aan het
veranderen is. De gelaagdheid van de waterkolom verandert
doordat de bovenste waterlaag warmer wordt, de wind
toeneemt en er meer zoetwater aan het oppervlak drijft
door smeltend ijs. De soortensamenstelling hangt ook af
van de vraag of de algen gegeten worden of dat ze sterven
door virusinfecties. Als de eencellige algen sterven door
een virusinfectie, dan komt de celinhoud vrij voor vertering
door bacteriën en andere kleine organismen (het microbiële
voedselweb). Dat voorkomt dat de organische koolstof naar
de begrazers gaat die weer de voedselbron vormen van
bijvoorbeeld walvissen.
© Corina Brussaard – verzamelen van de monsters voorbereiden
De overlevingskansen van deze begrazers hangen ook af
van verschillen in de celcomponenten van de algengroepen.
Vooral de samenstelling van vetzuren (lipiden) verschilt per
Contact
algensoort. Niet alle algen zijn echter even gevoelig voor
Contactpersoon voor het Nederlands Polair Programma
begrazing of voor virusinfecties.
is drs. Liesbeth Noor, 070 344 08 20, [email protected].
Meer informatie vindt u op www.nwo.nl/npp.
Voor dit project worden experimenten gedaan in de
mini labs ‘Geloof’ en ‘Blijde boodschap’. Hierbij houden de
onderzoekers de watertemperatuur rond het vriespunt, om te
voorkomen dat de micro-organismen door stress afsterven. De
NWO Aard- en Levenswetenschappen
Nederlands Polair Programma: het Dirck Gerritsz Laboratorium
Onderzoeksproject Ryder Bay
De invloed van gletsjer smeltwater op
mariene microbiële gemeenschappen in
Ryder Bay, Antarctica.
Dit factsheet gaat over het onderzoeksproject over het
effect op mariene microbiële gemeenschappen van gletsjer
smeltwater in Ryder Bay, Antarctica.
Uitvoering: Prof.dr. Anita Buma, Patrick Rozema (AIO), Ronald
Visser, Rijksuniversiteit Groningen.
Wat is het Nederlands Polair Programma?
Het Nederlands Polair Programma (NPP) financiert Nederlands
wetenschappelijk onderzoek in en naar de poolgebieden.
De beoordeling van subsidieaanvragen, de uitvoering en de
coördinatie van het NPP is opgedragen aan NWO Gebied Aarden Levenswetenschappen (ALW).
Probleemstelling
De poolgebieden zijn zeer gevoelig voor klimaatverandering:
ze vormen de polsslag van het klimaatsysteem. De klimaatverandering in de poolgebieden heeft grote fysieke, ecologische, sociale en economische gevolgen tot ver daarbuiten.
Door de wereldwijde circulatiesystemen (atmosfeer, oceanen)
worden veranderingen in de poolgebieden over de hele wereld
voelbaar. Goed inzicht in deze veranderingen is voor
Een frame met sensoren verricht continue metingen van bijvoorbeeld de
temperatuur en lichtintensiteit in de waterkolom tot een diepte van 100
meter. © Anita Buma
Nederland belangrijk; zo is Nederland als laaggelegen land
kwetsbaar voor zeespiegelstijging.
Project Ryder Bay
Dirck Gerritsz laboratorium bij Rothera
Research Station
Professor Buma van de Rijksuniversiteit Groningen onderzoekt
Vanuit het NPP is er een Nederlands laboratorium opgezet
smeltwater in Ryder Bay; de monding van de Sheldon gletsjer
bij het Britse onderzoekstation Rothera op het Antarctisch
ligt aan deze baai vlakbij Rothera. Deze gemeenschappen
Schiereiland. Dit laboratorium maakt van Nederland een
bestaan uit microbiële organismen zoals fytoplankton en
volwaardige onderzoekspartner binnen het internationale
bacteriën. Voor dit onderzoek worden watermonsters bewerkt
poolonderzoek. Antarctica is een unieke onderzoeksomgeving
in het mini-lab ‘Geloof’.
het effect op mariene gemeenschappen van gletsjer
waar gevolgen van klimaatverandering goed te meten zijn, vrij
van verstorende invloeden van de mens. NWO werkt hiervoor
Op het West-Antarctische Schiereiland is de temperatuur de
samen met de British Antarctic Survey (BAS).
afgelopen jaren aanzienlijk gestegen. Daardoor trekken de
gletsjers zich duidelijk aantoonbaar terug. De bijbehorende
Personeel en specifieke apparatuur voor het eerste gebruik
toename in smeltwater zal de mariene gemeenschappen sterk
zijn geselecteerd door middel van een subsidieronde. In mei
beïnvloeden. Maar hoe deze microbiële organismen worden
2011 werden vijf onderzoeksvoorstellen gehonoreerd plus
beïnvloed en wat er verandert, is nog onbekend. Fytoplankton
drie voorstellen voor breder onderzoek op Antarctica. In de
vormt de basis van het ecosysteem en van de voedselketen in
Antarctische zomer van 2012-2013 nemen de onderzoekers het
zee. Het gebruikt zonlicht om te groeien en het voedt grotere
Dirck Gerritsz Laboratorium in gebruik.
organismen die op hun beurt weer gegeten worden. Zo
hebben veranderingen op microscopisch kleine schaal grote
Er komen twee veldcampagnes in Ryder Bay, vlakbij Rothera.
zichtbare effecten.
Ook zal worden deelgenomen aan het Rothera Oceanographic
and Biological Time Series (RaTS) monitoringprogramma
van de British Antarctic Survey. Gedurende drie jaar
wordt de microbiële samenstelling van watermonsters
geanalyseerd op de invloed van omgevingsfactoren. Het RaTS
monitoringsprogramma loopt sinds 1998 en biedt uniek inzicht
in de microbiële diversiteit gedurende alle seizoenen.
De twee veldcampagnes van dit onderzoeksproject zullen
tegelijkertijd met andere Nederlandse en Britse projecten
plaatsvinden. Deze samenwerking zal een gedetailleerd
beeld geven van het effect van smeltwater op de mariene
gemeenschappen. Dit effect wordt onderzocht op lokaal
niveau in Ryder Bay maar de kennis zal ook van belang zijn op
wereldwijd niveau, omdat opwarming van de aarde op veel
plekken een toename van smeltwater kan veroorzaken en
Rothera Research Station © BAS
daarmee van invloed is op de voedselketen in zee.
Met behulp van geavanceerde technieken, waaronder
Contact
Denaturing Gradient Gel Electrophoresis (DGGE), kunnen
Contactpersoon voor het Nederlands Polair Programma
eventuele verschuivingen in de microbiële diversiteit
is drs. Liesbeth Noor, 070 344 08 20, [email protected].
waargenomen worden. Elke soort heeft een unieke volgorde
Meer informatie vindt u op www.nwo.nl/npp.
en samenstelling van het DNA. DGGE kan alle soorten, zowel
fytoplankton als bacteriën, van elkaar scheiden op basis van
hun DNA. Zo kan worden bepaald welke soorten op een
bepaald moment, onder specifieke omstandigheden, aanwezig
zijn. Deze gegevens maken het effect van het smelten van de
gletsjers duidelijk op de diversiteit aan microbiële soorten.
Een voorbeeld van een DGGE. De verticale banen zijn watermonsters genomen op verschillende tijdstippen, de donkere banden zijn het DNA van individuele soorten. Zo identificeren de onderzoekers de verschillende soorten.
© Anita Buma
NWO Aard- en Levenswetenschappen
Nederlands Polair Programma: het Dirck Gerritsz Laboratorium
Onderzoeksproject Zoetwater stroom
Zoetwater stroom en klimaatverandering op
het Antarctisch Schiereiland
Dit factsheet gaat over het onderzoeksproject naar de
Uitvoering: dr. Carleen Tijm-Reijmer, Melchior van Wessem
Schiereiland.
zoetwaterstroom en klimaatverandering op het Antarctisch
(AIO), Wim Boot (technicus) , Universiteit Utrecht - Instituut voor
Marien & Atmosferisch Onderzoek Utrecht (IMAU)
Wat is het Nederlands Polair Programma?
Het Nederlands Polair Programma (NPP) financiert Nederlands
wetenschappelijk onderzoek in en naar de poolgebieden.
De beoordeling van subsidieaanvragen, de uitvoering en de
coördinatie van het NPP is opgedragen aan NWO Gebied Aarden Levenswetenschappen (ALW).
Probleemstelling
De poolgebieden zijn zeer gevoelig voor klimaatverandering:
ze vormen de polsslag van het klimaatsysteem. De klimaatverandering in de poolgebieden heeft grote fysieke, ecologische, sociale en economische gevolgen tot ver daarbuiten.
Door de wereldwijde circulatiesystemen (atmosfeer, oceanen)
worden veranderingen in de poolgebieden over de hele wereld
voelbaar. Goed inzicht in deze veranderingen is voor
Nederland belangrijk; zo is Nederland als laaggelegen land
kwetsbaar voor zeespiegelstijging.
Dirck Gerritsz Laboratorium bij Rothera Research
Station
Vanuit het NPP is er een Nederlands laboratorium opgezet
bij het Britse onderzoekstation Rothera op het Antarctisch
Schiereiland. Dit laboratorium maakt van Nederland een
volwaardige onderzoekspartner binnen het internationale
Figuur 1: De locaties van de verschillende weerstations. De metingen
kunnen live gevolgd worden op www.projects.science.uu.nl/iceclimate/
aws/antarctica_data.html ©AMRC
poolonderzoek. Antarctica is een unieke onderzoeksomgeving
waar gevolgen van klimaatverandering goed te meten zijn, vrij
van verstorende invloeden van de mens. NWO werkt hiervoor
Project Zoetwater stroom
samen met de British Antarctic Survey (BAS).
Wetenschappers van de Universiteit Utrecht (IMAU) doen,
onder leiding van dr. Tijm-Reijmer, onderzoek naar de
Personeel en specifieke apparatuur voor het eerste gebruik
zoetwaterstroom en klimaatverandering op het Antarctisch
zijn geselecteerd door middel van een subsidieronde. In mei
Schiereiland. Het onderzoek is niet direct gebonden aan het
2011 werden vijf onderzoeksvoorstellen gehonoreerd plus
Dirck Gerritsz laboratorium; Rothera is de uitvalsbasis voor een
drie voorstellen voor breder onderzoek op Antarctica. In de
bezoek aan de voor dit onderzoek noodzakelijke weerstations,
Antarctische zomer van 2012-2013 nemen de onderzoekers het
die Nederlandse onderzoekers op het Antarctisch Schiereiland
Dirck Gerritsz Laboratorium in gebruik.
hebben opgesteld. (Zie figuur 1)
Het Antarctisch schiereiland is een met ijs bedekte bergketen
gebruiken de onderzoekers meteorologische metingen en een
die zich uitstrekt van het vasteland van Antarctica naar Zuid-
regionaal atmosferisch klimaatmodel.
Amerika. Het is het enige deel van Antarctica waar, vanwege
een relatief mild klimaat, een aanzienlijke hoeveelheid
De meteorologische metingen worden uitgevoerd vanaf
smeltwater het hydrologische systeem van de gletsjers verlaat.
diverse soorten meetplatforms zoals bemande stations,
Bovendien is de temperatuur op het Antarctisch schiereiland
automatische weerstations en vliegtuigen (Figuur 2). Sommige
de afgelopen decennia meer gestegen dan de mondiale
van de bemande stations hebben meetseries die ver teruggaan
temperatuur. Daarmee is de stroom van zoetwater naar de
(1957/58). Die geven dan ook waardevolle informatie over de
oceaan toegenomen. Deze zoetwaterstroom laat de zeespiegel
opgetreden veranderingen in het gebied. Radiosondes geven
stijgen, beïnvloedt oceaanstromingen, laat de omringende
informatie over de verticale structuur van de atmosfeer, en de
ijsplaten opbreken, en vormt ook een belangrijke schakel in
automatische weerstations meten het klimaat van de ijsplaten
het Antarctische ecosysteem. Dit effect wordt onderzocht
aan de oostkant van het schiereiland, waar geen bemande
op lokaal niveau bij het Antarctisch schiereiland, maar is van
stations zijn (zie figuur 1).
wereldwijd belang.
Een regionaal klimaatmodel op hoge resolutie moet
een regionaal beeld geven van de atmosfeer en
oppervlaktecondities, en met name van de hoeveelheid smelt,
herbevriezing en sneeuwval. Omdat de topografie in grote
mate de sneeuwval bepaalt, is een hoge resolutie noodzakelijk
vanwege de complexe topografie van het schiereiland
(zie figuur 3). Dit model is aangepast om de uitzonderlijke
klimaatcondities van vergletsjerde gebieden goed te kunnen
nabootsen.
Figuur 2. . IMAU Automatische Weerstations op de Larsen C ijsplaat.
© Tamsin Gray, British Antarctic Survey
De onderzoekers gaan de hoeveelheid zoetwater op het
Antarctisch schiereiland voor de afgelopen dertig jaar
vaststellen met behulp van metingen en een klimaatmodel.
Het project zoekt antwoorden op de volgende vragen:
1. Hoeveel smelt treedt er op de gletsjers en ijsplaten op?
2. Hoe belangrijk is het herbevriezen van smeltwater in de
koude sneeuw?
Figuur 3. Topografie van het Antarctische schiereiland op 5.5 km resolutie
(dit project, links) en op 27 km resolutie (eerdere simulatie, rechts).
3. Hoeveel water verlaat de gletsjer daadwerkelijk (run-off)?
4. Is de hoeveelheid smelt, herbevriezing en run-off in de
Contact
afgelopen jaren veranderd door het opwarmen van het
Contactpersoon voor het Nederlands Polair Programma
Antarctische schiereiland?
is drs. Liesbeth Noor, 070 344 08 20, [email protected].
Meer informatie vindt u op www.nwo.nl/npp.
Om de grootte van de zoetwater stroom te bepalen en
daarmee een antwoord te vinden op bovenstaande vragen,
NWO Aard- en Levenswetenschappen
Nederlands Polair Programma: het Dirck Gerritsz Laboratorium
Onderzoeksproject Klimaatgassen
Seizoensdynamiek van klimaatgassen in het
Antarctisch kustgebied
Dit factsheet gaat over het onderzoeksproject naar de
Uitvoering: dr. Jacqueline Stefels, dr. Maria van Leeuwe (postdoc),
kustgebied.
seizoensdynamiek van klimaatgassen in het Antarctisch
Desiree den Os, (postdoc), Rijksuniversiteit Groningen
Project klimaatgassen
Wat is het Nederlands Polair Programma?
De onderzoeksgroep plantenfysiologie van de Rijksuniversiteit
Het Nederlands Polair Programma (NPP) financiert Nederlands
Groningen gaat in het mini-lab ‘Hoop’ de seizoensdynamiek
wetenschappelijk onderzoek in en naar de poolgebieden.
van klimaatgassen in het Antarctisch kustgebied bestuderen.
De beoordeling van subsidieaanvragen, de uitvoering en de
Een massaspectrometer gaat de klimaatgassen monitoren en
coördinatie van het NPP is opgedragen aan NWO Gebied Aard-
via experimenten kijken de onderzoekers in detail naar allerlei
en Levenswetenschappen (ALW).
processen.
Probleemstelling
De poolgebieden zijn zeer gevoelig voor klimaatverandering:
ze vormen de polsslag van het klimaatsysteem. De
klimaatverandering in de poolgebieden heeft grote
fysieke, ecologische, sociale en economische gevolgen tot
ver daarbuiten. Door de wereldwijde circulatiesystemen
(atmosfeer, oceanen) worden veranderingen in de
poolgebieden over de hele wereld voelbaar. Goed inzicht
in deze veranderingen is voor Nederland belangrijk;
zo is Nederland als laaggelegen land kwetsbaar voor
zeespiegelstijging.
Dirck Gerritsz laboratorium bij Rothera Research
Station
Vanuit het NPP is er een Nederlands laboratorium opgezet
Boren naar ijskernen © Jacqueline Stefels (RUG)
bij het Britse onderzoekstation Rothera op het Antarctisch
Schiereiland. Dit laboratorium maakt van Nederland een
volwaardige onderzoekspartner binnen het internationale
Wat er in de atmosfeer bij de polen gebeurt, bepaalt voor
poolonderzoek. Antarctica is een unieke onderzoeksomgeving
een belangrijk deel het klimaat op aarde. Rond Antarctica
waar gevolgen van klimaatverandering goed te meten zijn, vrij
komen van nature veel klimaatgassen vrij tijdens algenbloei
van verstorende invloeden van de mens. NWO werkt hiervoor
in het voorjaar, wanneer het zeeijs smelt en de dagen gaan
samen met de British Antarctic Survey (BAS).
lengen. Sinds enkele decennia vindt snelle opwarming langs
de westkust van het Antarctische schiereiland plaats. Dit zorgt
Personeel en specifieke apparatuur voor het eerste gebruik
voor grote veranderingen in zeeijsbedekking en algenbloei.
zijn geselecteerd door middel van een subsidieronde. In mei
Hoe dit de klimaatgasproductie zal beïnvloeden is nog
2011 werden vijf onderzoeksvoorstellen gehonoreerd plus
onbekend.
drie voorstellen voor breder onderzoek op Antarctica. In de
Antarctische zomer van 2012-2013 nemen de onderzoekers het
In dit project kijken de onderzoekers naar de seizoens-
Dirck Gerritsz Laboratorium in gebruik.
dynamiek van het anti-broeikasgas dimethylsulfide (DMS). In
samenwerking met Britse collega’s worden ook gebromeerde
verbindingen (verbindingen met het element broom), die
met DMS een chemische reactie in de atmosfeer aangaan,
onderzocht. Die gegevens kunnen de klimaatmodellen
verbeteren.
De poolgebieden zijn belangrijke ‘hotspots’ voor de productie
van DMS vanwege de milieuomstandigheden in polaire
gebieden: het is er erg koud, waardoor zeeijs ontstaat. Algen
die in of aan het zeeijs groeien, hebben daarvoor speciale
aanpassingen van hun metabolisme nodig. Daarin spelen DMS
en aanverwante verbindingen een belangrijke rol. Niet alleen
algen zijn van deze stoffen afhankelijk, ook bacteriën en zelfs
kleine grazers blijken deze stoffen op te slaan om zich tegen
het koude en zoute milieu te wapenen.
Microscopische foto van ijsdiatomeeën © Jacqueline Stefels (RUG)
Door fragmentarische metingen in het verleden is er bekend
dat er een grote seizoendynamiek in de concentratie van DMS
zit, maar om modellen goed te kunnen testen, is het nodig
hier gedetailleerde en kwantitatieve gegevens over te hebben.
Tijdens het voorjaar en de zomer wordt de meeste activiteit
verwacht en zullen iedere week monsters uit water langs de
kust genomen worden. Speciale apparatuur meet de productie
en afbraak van DMS, wat voor klimaatmodellen van groot
belang is.
Contact
Contactpersoon voor het Nederlands Polair Programma
is drs. Liesbeth Noor, 070 344 08 20, [email protected].
Algengroei op ijs © Jacqueline Stefels (RUG)
De eencellige algen en bacteriën produceren DMS. Wanneer
het ijs in het voorjaar smelt, komen veel van deze stoffen
vrij en verdwijnen naar de atmosfeer. In de atmosfeer wordt
DMS omgezet in sulfaat. Dit vormt de kernen waaromheen
waterdamp kan condenseren en er kleine mistdruppeltjes
ontstaan. Deze kunnen uitgroeien tot wolken die het zonlicht
tegenhouden. Zo beïnvloeden algen het klimaat op aarde. Dit
is een natuurlijk proces dat ervoor zorgt dat de aarde niet te
veel opwarmt.
Wanneer tegelijkertijd gebromeerde verbindingen ontstaan,
veranderen de atmosferische processen, waardoor er juist geen
wolken gevormd kunnen worden en het zonlicht dus ook niet
meer tegengehouden wordt.
Meer informatie vindt u op www.nwo.nl/npp.
Contact
Nederlands Organisatie voor
Wetenschappelijk Onderzoek (NWO)
Gebied Aard- en
Levenswetenschappen (ALW)
Bezoekadres:
Laan van Nieuw Oost-Indië 300
2593 CE Den Haag
Postadres:
Postbus 93510
2509 AM Den Haag
Contact:
Contactpersoon voor het
Nederlands Polair Programma
is Liesbeth Noor
tel. +31 70 344 08 20
[email protected]
Meer informatie vindt u op
www.nwo.nl/npp