Onderzoeksschip Pelagia met veel nieuws terug van rondjes Afrika

Het nationaal onderzoeksschip Pelagia heeft begin juni 2001 zijn tweede expeditie rondom Afrika afgerond. De onderzoekers keerden terug met een schat aan gegevens, die nieuw licht werpen op golfstromingen en de warmte-uitwisseling van de warme Golfstroom.

Onderzoekers van het Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee (NIOZ), de Universiteit Utrecht en het KNMI hebben in het kader van het door NWO gesubsidieerde programma MARE (Mixing of Agulhas Rings Experiment)metingen verricht aan de zogenaamde Agulhas Ringen. Deze wervels in de oceaan, zo groot als de Benelux en een paar kilometer diep, brengen water van de Indische Oceaan naar de Atlantische Oceaan. De ringen vormen de bronnen van de warme Golfstroom. Het warme water dat door de Golfstroom naar Europa wordt getransporteerd is via een keten van stromingen, of een "transportband" terug te voeren naar de punt van Zuid-Afrika. Daar staat de Atlantische Oceaan in verbinding met de Stille Oceaan via een oostwaardse stroming en met de Indische Oceaan via de Agulhas Ringen.

Om te onderzoeken hoe het water van Ringen in de transportband terecht komt zijn in 2000 en in 2001 meetexpedities uitgevoerd met de Pelagia, het vlaggenschip van het NIOZ. Bij de eerste expeditie kwam aan het licht dat de in alle atlassen vermelde Mozambiquestroom, een sterke zuidelijke stroming tussen het vasteland van Afrika en het eiland Madagascar, niet bestaat. In plaats van de Mozambiquestroom blijkt het water in dit gebied veel langzamer via omvangrijke wervels zuidwaarts te migreren.

Tijdens de tweede expeditie in 2001 waren er veel minder wervels dan het jaar daarvoor. Daardoor was het warmtetransport tussen de Indische Oceaan en de zuidelijke Atlantische Oceaan min of meer onderbroken. Mogelijk bestaat er een verband met de sterke El Niño van 1997/1998.De snelle klimaatveranderingen die de Aarde in een ver verleden heeft doorgemaakt zouden wel eens verband kunnen houden met langdurige onderbrekingen van de warmtestroom tussen de Indische en Atlantische Oceaan. Nader onderzoek moet uitwijzen of deze verbanden bestaan.

Ook hebben de onderzoekers in de oceaan bij Zuid-Afrika tijdens de laatste expeditie onverwacht een bijzondere wervel ontdekt. In tegenstelling tot de eerder in kaart gebrachte Agulhas-wervels, draait deze ring, een cycloon, rechtsom. Ook staat het water in het centrum circa een halve meter lager dan aan de rand, terwijl de normale Agulhas-ringen een bobbel vormen in het zeeoppervlak. De wervel heeft een doorsnede van driehonderd kilometer en tolt aan de omtrek met meer dan een meter per seconde rond. De expeditiegangers merkten de enorme draaikolk ten zuidwesten van Zuid-Afrika bij toeval op. De metingen werden verricht toen het eigenlijke onderzoeksdoel, een even grote, maar linksom draaiende Agulhas-wervel, reeds was doorkruist. Agulhas-ringen ontstaan rond de kust van Zuid-Afrika, waar de zeestroom vanuit de Indische Oceaan met een scherpe bocht rechtsomkeer maakt. Daarbij snoert zich enkele malen per jaar een reuzenwervel af die geleidelijk de Atlantische Oceaan in drijft. Die wervels draaien steeds linksom. Aan de rand van zo’n wervel ontstaan vaak tegengesteld draaiende kolken, cyclonen genoemd, in het omringende, vrijwel stilstaande water. Aanvankelijk leken de metingen aan de zeestromen erop te wijzen dat het ook nu weer ging om een dergelijke bijverschijnsel van een Agulhas-ring.

Nadere analyse heeft inmiddels geleerd dat de stromingen in de ring, meer dan een meter per seconde, wel erg hoog waren voor een randverschijnsel. Deze waarde was zelfs hoger dan de draaisnelheid van het water in de Agulhas-ring zelf. Het water in de reuzenbellen blijkt op een diepte van rond de 1000 m bovendien zouter te zijn dan het water van de Atlantische Oceaan, en zelfs zouter dan het toch al zoute water uit de Indische Oceaan op die diepte.

Uit verder onderzoek in de expeditie rondom Afrika blijkt de oorsprong van het water in deze tegendraadse wervel onder meer te liggen in de Straat van Mozambique (tussen Mozambique en het eiland Madagaskar). Daar ontmoeten twee watermassa's van verschillende oorsprong elkaar op meer dan een kilometer diepte. Koud water afkomstig uit het zuid- en noordpoolgebied heeft er een rendez vous met het zeer zoute water dat afkomstig is uit de Rode Zee en de Perzische Golf. Vanwege hun vrijwel gelijke dichtheid (koud water en extra zout water zijn beide zwaarder dan warm en minder zout water) bevinden beide watersoorten zich op hetzelfde onderwaterniveau waar ze onderling gaan mengen.

Doordat een deel van het water uit de Rode Zee in de Straat van Mozambique in zowel de linksom- als de rechtsomdraaiende wervels van de Agulhas-stroom terechtkomen, is er een doorgang van water en zout uit de Rode Zee naar de Atlantische Oceaan.

Tijdens de beide Afrika-expedities legde de Pelagia in 310 vaardagen 76.000 kilometer af. In totaal waren 290 onderzoekers uit vijftien landen betrokken bij de expedities.