Wat is de invloed van veranderende omstandigheden op het leven in zee? Dat is een van de centrale wetenschapsvragen die marinebiologen zich dagelijks stellen. Dat onderzoek begint bij het meten van die omstandigheden zoals het CO2-gehalte, zout- en zuurgraad en temperatuur. Vervolgens bepalen we hoe deze omstandigheden invloed hebben op kleine organismen zoals algen en foraminiferen, micro-organismen met een kalkskelet, en hoe die omstandigheden in het verleden waren. We willen weten wat de actuele omstandigheden zijn en die vergelijken met gegevens uit het verleden die we bijvoorbeeld vinden in fossielen die diep in de zeebodem bewaard zijn gebleven. Zo kunnen we de geschiedenis van bijvoorbeeld de temperatuur van het zeewater van tienduizenden jaren geleden reconstrueren.

Plankton vissen
Om zo precies mogelijk te meten en data met elkaar te vergelijken hebben we op deze reis verschillende apparaten nodig zoals ‘landers’ met ieder hun specialisme, filterapparaten en netten. Na ons ontbijt is het multinet de eerste die een frisse duik neemt. Terwijl we rustig doorvaren vangt het fijnmazige net het plankton op en slaat het op in 5 kokers die aan het uiteinde van het net vastzitten. Maar daarmee is het klusje nog niet geklaard. Het multinet is zo geavanceerd dat we het kunnen instellen op verschillende dieptes en dat is nodig omdat iedere diepte zijn eigen temperatuur heeft die ieder een eigen soort plankton aantrekt. Dat maakt vissen met het multinet een tijdrovende klus die zo’n 4 uur duurt.

Het te water laten van het multinet is een uiterst precies werkje voor de bemanning van de RV Pelagia

Wanneer het plankton voor latere analyse in zakjes in de vriezer ligt, is de Pelagia tot stilstand gekomen. Het CTD-apparaat (conductivity, temperature and depth) is aan de beurt. Deze ronde stellage van staal draagt meetsensoren en 24 flessen naar grote dieptes. De flessen kunnen we vanuit de controlekamer op de Pelagia bedienen en zo vullen we ze één voor één met water van verschillende dieptes. Op deze manier kunnen we een veelvoudigheid aan data in één keer boven water vissen zoals temperatuur, zoutconcentratie en zuurstofgehalte. Deze waarden worden onmiddellijk gemeten terwijl de CTD daalt. Tijdens de eerste duiktocht van een uur bereikten we een diepte van duizend meter en de tweede keer zelfs een diepte van bijna drie kilometer.

Het water uit de CTD-flessen wordt later onderzocht op hoeveelheden nutriënten, silica, koolstof, bepaalde isotopen fracties en de grootte van de zuurbuffer. De combinatie van de verschillende soorten metingen geeft ons inzicht in de (chemische) samenstelling van het water over de gehele diepte. Veel van deze data kan later gecombineerd worden met de organismen die door het multinet worden verzameld. Hierdoor kunnen we precies vaststellen welk effect de omgeving heeft op de samenstelling en het voorkomen van het plankton.

Bij terugkomst aan dek wordt de CTD bemonsterd. In iedere fles zit een bepaalde concentratie water van een bepaalde diepte. Hier van worden samples afgetapt en vervolgens in de vriezer én in de koelkast bewaard voor analyse in het lab.

Kostbare onderzoekstijd op zee
Na het avondeten zijn we nog niet klaar. ’s Nachts werken op een onderzoeksschip is geen zeldzaamheid, want tijd op zee is erg kostbaar. De schemerlampen staan inmiddels al gericht op het dek voor de laatste show van vanavond: de multicorer. Wanneer dit ronde apparaat 4300 meter is gedaald, landt het zachtjes op de zeebodem en vullen twaalf cilinders zich met sediment. Deze modderige kernen zitten vol met organisch materiaal dat ons iets vertelt over het klimaat tot 400 jaar terug. In deze monsters zijn we ook op zoek naar foraminiferen. De isotopensamenstelling in dit kalkschelpje wordt later in het lab gemeten en zegt onder andere iets over de temperatuur op het moment dat het beestje leefde. Door de monsters van het multinet en de multicorer op dezelfde plek te nemen, kunnen we direct vergelijken wat er met de samenstelling van het plankton gebeurt als het begraven raakt op de zeebodem.

Voordat de multicorer afdaalt naar grote diepte hebben de studenten tekeningetjes gemaakt op vierkantjes van piepschuim. Door de waterdruk zullen ze in elkaar worden geperst. De onderste foto is het resultaat nadat ze op een diepte van 4300 meter zijn geweest.

De multicorer wordt ’s nachts door de bemanning van de RV Pelagia terug op het dek getrokken. Foto: Thijs Heslenfeld

Rose Bengal
Na een duik van anderhalf uur is de multicorer op een diepte van ruim 4300 meter geweest en weer boven water gekomen. Tevreden kijken we naar het resultaat; de cilinders zijn goed gevuld met modder! Eén voor één dragen we de kernen naar het mobiele lab op het achterdek waar we de kernen in dunne plankjes van 1 centimeter snijden. Best een uitdaging om precies te blijven werken na zo’n lange dag. Ook is het schip inmiddels weer in beweging gekomen doordat we hard op weg zijn naar het volgende station. In sommige zakjes doen we ook wat ‘Rose Bengal’, een sterke kleurstof. Dit kleurt het materiaal van levende organismen roze zodat we fossielen van levende organismen kunnen onderscheiden. Vervolgens worden alle monsters in de -80°C vriezer gelegd, zodat ze pas bij thuiskomst onderzocht hoeven te worden.

’s Middags maakte Guido van der Molen een mengsel van rose bengal poeder en ethanol zodat we ’s avonds snel door konden werken.

Zouden we een nieuwe soort gevonden hebben?
Iedere kern die we openen voelt een beetje al een verrassingspakketje. Er zitten dode en levende beestjes in die we niet allemaal meteen kunnen thuisbrengen. En dan stuiten we ineens op een wel heel eigenaardig beest: ‘Tingle Tangle Bob’ of ‘The Resurrection’, zo genoemd vanwege de grote stekels die uit zijn kleine lichaampje prikken. Zouden we een nieuwe soort hebben gevonden? We mailen bioloog Marc Lavaleye van het NIOZ een foto van Tingle Tangle Bob en de locatie waar hij is gevonden en we gaan slapen.

Betting Kroese stuurde een foto van Tingle Tangle Bob naar mariene bioloog Marc Lavaleye om uit te zoeken om welk beestje het gaat. Foto: Thijs Heslenfeld

De volgende ochtend is er al nieuws over Tingle Tangle Bob. Marc Lavaleye vermoedt dat het een Borstelworm (Polychaeta) is, en specifieker een Sabellidae (Waaierworm). Deze wormen bouwen een koker hoofdzakelijk van slijm en modder, maar verstevigen deze met alles wat voorhanden is. In dit geval zijn dit de naalden van een Glasspons (Hexactinellida). Dit zijn typische diepzeesoorten en kunnen tot wel 6000 meter voorkomen. De glasnaalden kunnen wel 50 cm lang worden en zo dik als breinaalden. Helaas geen nieuwe soort ontdekt dus, maar we hebben nog kans op de volgende 3 stations, dus we blijven optimistisch!

Betting Kroese, Susan Pit, David Riedinger, Charlotte Rem en Margaux Tjoeng