Waarom staan de oceanen niet stil?

8 minuten leestijd

Waarom staan de oceanen niet stil?

Betacanon

Je leest nu

Waarom staan de oceanen niet stil?

    • Deel op

    • Gekopieerd
  • 10
  • 636
Bekijk de collectie Bètacanon30 verhalen

Je hoeft maar aan het strand te liggen en je merkt het meteen: het ene moment word je bijna overspoeld door een golf, een paar uur later moet je meters lopen naar de branding. Dat de zee niet stilstaat, is duidelijk. Maar hoe zit dat met de oceanen? Hoe lopen de stromingen door de grote wereldzeeën, en hoe worden die veroorzaakt? En – de geïnteresseerde zeevaarder daargelaten – waarom is dit überhaupt belangwekkend?

Samengesteld door Edda Heinsman

Wat veroorzaakt de oceaanstromingen?

Niet alleen het water in de Noordzee is in beweging. Ook de oceanen stromen. En die stroming is niet willekeurig, er lopen duidelijke routes door de oceanen. Deze beweging wordt veroorzaakt door vrij eenvoudige processen, die toch nog niet goed genoeg onderzocht zijn. De belangrijkste veroorzakers van de stromingen zijn verschillen in dichtheid en warmte.

Oceaanstromingen uitgelegd in drie minuten.

Aan de evenaar is het oceaanwater warmer dan aan de polen. Daarnaast is water niet overal even zout. Aan de polen stroomt bijvoorbeeld zoet smeltwater de oceaan in. In warme gebieden rond de evenaar verdampt water, waardoor het achtergebleven water zouter wordt. Zout water is zwaarder dan zoet water, en koud water is zwaarder dan warm water. De verschillen in temperatuur en zoutgehalte geven dichtheidsverschillen die de oceaancirculatie aandrijven.

Daarnaast spelen de wind en getijden een rol.

Deel alinea

Op de website van Earth Wind Map kun je live bekijken hoe de wind waait en hoe oceanen stromen.

Al deze processen samen zorgen voor een zeestroming die de hele wereld behelst: de thermohaliene circulatie. Deze stroom voert vanaf Mexico warm water richting Europa, vervolgens loopt de stroom verder richting het noorden langs de Noordpool, waar de stroom afkoelt en weer zuidwaarts keert. De stroom loopt verder naar het zuidelijk halfrond en komt langs alle continenten. Belangrijk om op te merken: het gaat hierbij niet om de stroming aan het oppervlak. Aan het oppervlak lopen ook grote zeestromen, gyres genoemd, waarbij het opvalt dat de stromingen aan het noordelijk halfrond met de klok mee lopen, en op het zuidelijk halfrond ertegenin gaan.

De vijf grote gyres (zeestromen).

Laat je vandaag een fles met een brief in de stroom van een van deze zogenaamde gyres vallen, kan hij enkele jaren later op dezelfde plek terug zijn. Mits de fles onderweg niet is aangespoeld op een onbewoond eiland natuurlijk. Stel dat die fles meegevoerd wordt met de thermohaliene circulatie, dan duurt het duizenden jaren tot hij de aarde rond is.

Audiofragment

Flessenpost en de liefde
VPRO - Hoorspel Halfuur, 9 sep 2017

Hoe werden oceaanstromingen ontdekt?

Dat de zee en oceanen aan de oppervlakte in beweging zijn, is bij zeevaarders al eeuwenlang bekend. De belangrijkste bron van deze beweging moest de wind zijn. Hoe harder de wind, hoe hoger de golven en harder de stroming. Niemand verwacht in die tijd dat er veel gebeurt in de onpeilbaar grote bak water onder dat oppervlak. Pas na de Tweede Wereldoorlog kwam het vak van de oceanografie goed op gang. Een van de grondleggers van het vakgebied is Walter Munk. Hij wordt wel de ‘Einstein van de oceaan’ genoemd. Hij onderzocht de link tussen de beweging van de aarde, windpatronen en de oceaancirculaties aan de oppervlakte, de gyres. Ook onderzocht hij hoe het kan dat de maan altijd met dezelfde kant naar de aarde staat, en wat de rol van de oceanen daarin is. Bovendien leidde hij een onderzoek naar de onderzeese aardmantel. Dankzij zijn onderzoek zijn golfvoorspellingen mogelijk, een soort weerberichten voor surfers die de perfecte golf niet willen missen. Munk woont in de USA en hoewel hij onlangs 100 jaar werd, is hij nog steeds actief als oceanograaf.

Geluk bij een ongeluk

In 1990 slaat tijdens een grote storm een container vol sneakers overboord. Twee jaar later gebeurt hetzelfde met een lading plastic badspeelgoedbeestjes en later gebeurt het opnieuw, ditmaal met een lading ijshockeyhandschoenen. Vervelend voor de betrokkenen, maar wetenschapper Curtis Ebbesmeyer springt een gat in de lucht. Hij maakte al gebruik van aangespoelde scheepswrakken om oceaanstromingen in kaart te brengen. Dankzij de verspreiding van de enorme aantallen schoenen, badeendjes en ijshockeyhandschoenen kan hij zijn modellen perfectioneren.

Deel alinea

Hoe beïnvloedt de oceaanstroming het Nederlands klimaat?

Hoewel Nederland niet direct aan een oceaan ligt, hebben de oceaan en zijn stromingen een grote invloed op het klimaat en het weer. Zo hebben we meestal een westenwind, die ontstaat door drukverschillen in de atmosfeer. Er is meestal een lagedrukgebied rond IJsland en een hogedrukgebied rond de Azoren. Dat drukverschil komt grotendeels door de temperatuur van de oceaan. De oceaan werkt bovendien als een warmwaterreservoir in de winter en brengt koelte in de zomer. En dankzij de warme stroom die vanuit Mexico deze kant op komt, is het hier een paar graden warmer dan in Canada, dat op dezelfde breedtegraad ligt.

Tenslotte lijkt de oceaan als buffer te werken: ongeveer 90% van de extra warmte die in het klimaatsysteem terecht is gekomen door de toename van CO2, is ook in de oceanen opgeslagen. Als dit niet het geval was zou de atmosfeer harder opwarmen dan nu het geval is.

Hoe wordt het Nederlandse klimaat door de zee en oceaan beinvloed?

Deel alinea

De oceaanstroming zou een keer kunnen omklappen, dat lijkt in het verleden al meerdere malen gebeurd te zijn. Het zou alleen niet zo snel gaan als bijvoorbeeld in de rampenfilm The Day After Tomorrow, waar het proces van de ene op de andere dag plaatsvindt, juist omdat het om zo enorm veel water gaat. Al dat water de andere kant op laten stromen, daar gaat minstens zo’n paar honderd jaar overheen. De huidige voorspellingen voor het klimaat suggereren dat de oceaanstroming wel in sterkte af kan nemen. Maar wat er precies gebeurt is nog onduidelijk, modellen laten verschillende uitkomsten zien. Het zou kunnen dat het noordelijk halfrond met zo’n twee graden zou afkoelen en dat het rond de evenaar wat meer opwarmt. Maar of en in welke mate dat gebeurt is nog de vraag.

Kan de oceaanstroming echt zomaar omklappen?

Gebruiken dieren de oceaanstromingen?

Wie de film Finding Nemo heeft gezien, kan zich misschien de scène herinneren waarin vissen en schildpadden gebruik maken van een soort snelweg die door de oceaan loopt om lange afstanden door de oceaan af te leggen. En hoewel dit een ietwat geromantiseerd beeld is van de thermohaliene circulatie, maken dieren er wel degelijk gebruik van. Het voor Nederland bekendste voorbeeld is misschien wel de paling. Voordat het dier aan de pen in de Volendamse rokerij belandt, heeft het er letterlijk een wereldreis op zitten. Palingen paaien in de Sargassozee, zesduizend kilometer van hier, aan de oostkust van Amerika. De eitjes en larven van de paling kunnen echter niet zwemmen, ze zweven een beetje in het water. Dus hoe komen ze in Nederland terecht? Wetenschappers zijn er nog niet precies uit hoe alle stappen in de ontwikkeling verlopen. Maar dat het grotendeels door de stroming komt is wel duidelijk. Onderweg worden de larfjes groter en leren ze zwemmen. Hoe de palingen uiteindelijk weten dat ze naar de Sargassozee moeten om te paaien, is nog een groot raadsel.

Een bijzonder voorbeeld van een dier dat gebruik maakt van de zeestroming is de paling. Maar hoe het precies werkt is nog een mysterie.

Deel alinea

Is er meer bekend over de ruimte dan over oceanen?

Zeeonderzoekster Femke de Jong vindt van wel. “Met een sterrenkijker kun je enorm ver weg kijken, tot vlak na de big bang. Als je met een satelliet naar de oceaan kijkt, zie je alleen het oppervlak, niet de diepere lagen. Wij willen echt weten wat er in water zit en onder het oppervlakte kijken. Daar gebeurt nog zoveel waar we geen weet van hebben, het is echt een wereld op zich.” Om de geheimen van de diepere oceaan te ontsluieren, gebruikt Femke de Jong verschillende instrumenten. Sommige blijven lange tijd op een plek, een soort boeien die met kilometers lange kabels verankerd zijn aan de oceaanbodem en waarmee ze continu op verschillende dieptes eigenschappen als temperatuur, stroming en zoutniveau meten. Andere, een soort ‘floats’, bewegen mee met de stroming op een vooraf ingestelde diepte en slaan onderweg informatie over hun posities op.

Oceanografie vroeger

Dat er vroeger helemaal geen kennis over de diepe oceaan was, is ook weer niet het geval. Al in de VOC-tijd schijnt men tijdens lange reizen in warme gebieden aan boord van schepen gebruik gemaakt te hebben van het koude water diep in de oceaan, dat men met emmertjes aan heel lange lijnen omhoog schepte.

Deel alinea
"In de oceaan gebeurt nog zoveel waar we geen weet van hebben, het is echt een wereld op zich."

Femke de Jong, zeeonderzoekster

De floats zijn in de zomers van 2013 en 2014 uitgezet en zijn zo geprogrammeerd dat ze pas na een of twee jaar weer de kop opsteken, verbinding maken met een satelliet en hun data doorsturen. De Jong is nog bezig met het verwerken van de binnengekomen data. “De posities waar ze tevoorschijn komen zijn heel verschillend. De ene blijft in een werveltje hangen en komt niet zo ver. De andere komt in een stroomversnelling terecht en eindigt duizenden kilometers verderop. Hoe de stromingen precies lopen, en waar de floats weer boven komen weten we niet van te voren. Dat maakt het juist zo interessant,” zegt De Jong.

Speldenprikjes

Data verzamelen vanaf een schip, vanaf vaste boeien en met floats die in de stroom meebewegen. Zijn deze ‘speldenprikjes’ wel representatief? Levert het voldoende betrouwbare informatie op als je op relatief weinig plekken kijkt in die onmetelijke oceaan? "De grootte van de oceaan is wel echt een probleem", geeft De Jong toe. "Je wilt altijd meer meten. Maar de natuurkundige wetten die we afleiden, zouden overal moeten gelden. We meten op een paar plekken en ertussen interpoleren we de resultaten, zodat we de gaten zoveel mogelijk opvullen, en we gebruiken modellen."

Meer oceaanonderzoek zien? De Kennis van Nu gaat mee met onderzoeksschip James Clark Ross. De hele aflevering zien? Kijk op NPO.nl.

Zou de golfstroom als energiebron gebruikt kunnen worden?

De Jong verwacht niet dat het op korte termijn mogelijk wordt energie uit de oceaan te halen. “Er worden wel tests gedaan met energiewinning uit de zee, bijvoorbeeld hier op een testcentrale bij Texel. Daar gaat de stroming met 4 meter per seconde. Dat is hard genoeg om op kleine schaal energie te winnen. Bij de oceaan gaat het wel om enorme hoeveelheden water, maar de sterkste stroming gaat er maar met 1 meter per seconde. Om energie uit water te halen heb je hele grote verschillen nodig, in stroomsnelheid of bijvoorbeeld tussen warm en koud, of zoet en zout.”

Deel alinea

Het project The Ocean Cleanup maakt tactisch gebruik van oceaanstromingen om plastic uit de zee te halen. De drijvende installaties vangen het plastic op.

Wat zijn de belangrijkste resultaten van het onderzoek naar oceaanstromingen?

In de Atlantische Oceaan stroomt warm water naar de polen, dus van het zuiden naar het noorden. Dat is een van de redenen dat in Nederland de gemiddelde temperatuur een paar graden hoger ligt dan in Canada, terwijl dat op dezelfde breedtegraad ligt. De Jong en haar collega’s hebben voor het eerst dit water- en warmtetransport naar het noorden gemeten. “Er zijn klimaatmodellen die voorspellen dat dit transport van warmte gaat afnemen. Maar het transport zelf is tot nu toe nooit echt gemeten. Dat hebben we nu voor het eerst gedaan. We willen nu onderzoeken hoe het in de loop van de tijd verandert. Dat is meteen een van de grootste vragen in het zeeonderzoek: wat gaat de toekomst doen? Gaat de stroming afnemen, en zo ja, voor hoe lang? Wat is de invloed van de smeltende ijskap van Groenland daarin? Hoe het zoete water dat daarvanaf stroomt de oceaan precies beïnvloedt, is nog onduidelijk.”

Deel alinea

In het kort:

  • Verschillen in temperatuur en zoutgehalte geven dichtheidsverschillen die de oceaancirculatie aandrijven.

  • De oceaanstroming is belangrijk voor het wereldwijde klimaat en voor het dagelijkse weer in Nederland. Ook dieren maken gebruik van de stroming.

  • De oceaan werd als een saaie bak water gezien, tot halverwege de vorige eeuw het vakgebied van de oceanografie opkwam. 

  • Er zijn nog heel veel vragen over alle processen die in de diepe oceaan plaatsvinden. Wetenschappers van over de hele wereld werken samen om de geheimen van de wereldzeeën te ontsluieren.

Deel dit venster

collection

Bètacanon

Bètaonderwerpen waar elke Nederlander iets van af zou moeten weten, met onder meer de oerknal, het periodiek systeem en de kwijlende honden van Pavlov.