3D-kaarten onthullen een oceaan met loodgaas

HONOLULU— Ongeveer 1000 meter verderop in een afgelegen deel van de Atlantische Oceaan bevindt zich een ongewone erfenis van de liefdesaffaire van de mensheid met de auto. Het is een enorme massa zeewater doordrenkt met sporen van het giftige metaallood, een verontreinigende stof die ooit op grote schaal werd uitgestoten door auto's die loodhoudende benzine verbranden. Tientallen jaren geleden verbood de Verenigde Staten en Europa loodhoudend gas en vele andere toepassingen van het metaal, maar de vingerafdruk van de vervuiler blijft hangen - zoals blijkt uit opmerkelijk gedetailleerde nieuwe kaarten die hier deze week werden vrijgegeven tijdens de Ocean Sciences Meeting 2014.

De 3D-kaarten en animaties zijn de eerste resultaten van een ongekende $ 300 miljoen internationale samenwerking om de aanwezigheid van sporenmetalen en andere chemicaliën in de oceanen van de wereld te documenteren. De stoffen, die vaak in zeer kleine hoeveelheden voorkomen, kunnen belangrijke aanwijzingen bieden voor het begrijpen van het verleden van de oceaan - zoals hoe zeewatermassa's zich door de eeuwen heen hebben verplaatst - en de toekomst, zoals hoe klimaatverandering belangrijke biochemische processen zou kunnen veranderen. Meer dan 30 cruises in de afgelopen jaren hebben onderzoekers bijna 30.000 watermonsters verzameld op 787 studielocaties. Vervolgens hebben ze met behulp van nauwgezette technieken - waaronder het dragen van 'maanpakken' en het werken in schone ruimtes om besmetting te voorkomen elementen als ijzer, nikkel en zink gemeten. De inspanning, bekend als GEOTRACES, is een enorme verbetering ten opzichte van wat we in het verleden hebben kunnen doen, zegt oceaanchemicus Hein de Baar van het Koninklijk Nederlands Instituut voor Zeeonderzoek op Texel.

GEOTRACES volgt ongeveer 200 elementen en andere stoffen, maar de hoofdkaarten die deze week zijn vrijgegeven, vertellen een bijzonder ontnuchterend verhaal van vervuiling uit het verleden - en voortdurende besmetting. In het centrale deel van de Atlantische Oceaan bijvoorbeeld, tonen de kaarten een enorme naaktslak van ondergronds zeewater met loodniveaus hoger dan die in oppervlaktewateren of diepere wateren. Dat besmette water was ooit aan de oppervlakte, waar het luchtdeeltjes in de lucht verzamelde, legt chemisch oceanograaf Abigail Noble van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge uit. Maar het oppervlaktewater zonk langzaam in de diepe oceaan en werd in wezen een tijdcapsule waarin werd vastgelegd "de ongelooflijke impact die we in het verleden op de oceanen hebben gehad en hoe het in de loop van de tijd verandert."

Hoewel de verhoogde loodniveaus opvallen als rode en gele vlekken op de GEOTRACES-kaarten, zijn de concentraties te laag om een ​​grote bedreiging voor mensen of dieren in het wild te vormen, zegt MIT-oceaanwetenschapper Edward Boyle. "Je zult waarschijnlijk geen domme vissen of walvissen zien rondzwemmen", zegt hij, verwijzend naar de hersenschade die kan worden veroorzaakt door blootstelling aan lood. De loodconcentraties zijn ongeveer gelijk aan wat je zou krijgen als je een klein lepeltje bevroren sinaasappelsap oploste in 200 olympische zwembaden, schat Noble. En het leidingsniveau in een groot deel van de Atlantische Oceaan is de afgelopen decennia dramatisch gedaald, merkt Noble en Boyle op, vooral dankzij de geleidelijke uitfasering in de Verenigde Staten en Europa.

Toch laten de kaarten zien dat er plaatsen zijn waar loodvervuiling een continu probleem is. Voor de zuidpunt van Afrika stroomt oppervlaktewateren met relatief hoge sporen van lood vanuit de Indische Oceaan de Zuid-Atlantische Oceaan in. Dat is waarschijnlijk te wijten aan het voortdurende gebruik van loodhoudende benzine in delen van Afrika en Azië en misschien aan een zware industrie daar, zegt chemisch oceanograaf Christian Schlosser van de Universiteit van Southampton in het Verenigd Koninkrijk.

Een andere hotspot, laten de kaarten zien, is waar de Middellandse Zee uitmondt in de oostelijke Atlantische Oceaan. De loodconcentraties daar zijn enkele van de hoogste die we ergens in de Atlantische Oceaan hebben gezien, zegt chemisch oceanograaf Rob Middag van de Universiteit van Otago, Dunedin, in Nieuw-Zeeland. Dat kan zijn omdat de Middellandse Zee een relatief ingesloten waterlichaam is met sterk afgezette oevers en al eeuwenlang vervuiling verzamelt.

De kaarten zullen de komende jaren worden uitgebreid naarmate nieuwe cruises worden voltooid. Maar andere onderzoekers beginnen ze al te minen voor inzichten in sporenelementen zoals ijzer, die planktonbloei kunnen bemesten en een belangrijke speler kunnen zijn in hoe de oceanen reageren op klimaatverandering. Wetenschappers volgen ook atomaire isotopen die kunnen helpen om de wereldwijde bewegingen van zeewater in kaart te brengen en de oorspronkelijke bronnen van lood en andere sporenmetalen te identificeren. De ongewoon gedetailleerde GEOTRACES-gegevens, zegt Noble, laten onderzoekers dingen zien die we eerder niet konden zien