Geoloog in de ban van woestijnstof
In zijn kantoor op het NIOZ een sensationele foto van een woestijn met daarboven een gigantische rode stofwolk die aan komt denderen. Je moet er niet aan denken daarin terecht te komen, maar Stuut zou het graag een keer beleven. Hij is de hele wereld over gereisd om onderzoek te doen naar stof. In Afrika, Australië, Zuid-Amerika en op de oceaan. Met de wind komen er elk jaar miljoenen tonnen stof, fijn zand in feite, in de lucht. Vanuit de woestijnen komt het in zee. Daar belandt het in het water en zinkt. Wat de invloed hiervan is, is het onderzoeksterrein van Stuut. "Via mijn studie ben ik er ingerold en heb er mijn eigen vakgebied in gecreëerd. Ik probeer een brug te slaan tussen land en zee."
Stof en ziektes
Met zijn onderzoek, onder meer naar naar hoeveelheden, korrelgrootte en andere eigenschappen van stof dat in zee zakt en neerslaat op de bodem, tilde hij enorme hoeveelheden informatie boven water, onder meer over het klimaat in de afgelopen 5 miljoen jaar. Mede dankzij zijn onderzoek weten we nu dat stof enorme consequenties heeft voor het klimaat. "Stof boven in de atmosfeer reflecteert het zonlicht en zorgt daardoor voor afkoeling. Maar onderin absorbeert het de energie en zorgt daardoor voor opwarming. Met stof blijken door de lucht ook ziektes mee te komen. Mond- en-klauwzeer is vanuit Afrika hier naartoe komen waaien. De uitbraak van 2001 in Engeland kwam precies twee weken na een uitwisseling van stof. Daar zijn ook publicaties over. Zo is er bijvoorbeeld ook een effect op koralen. Die hebben op zich geen last van stof, maar microben die aan het stof kleven kunnen het koraal wel ziek maken. Door Saharastof hebben veel mensen in het Caribisch gebied last van astma. Maar inwoners van de Kaapverdische Eilanden, waar ook stof aanwaait, weer niet. Zij kampen eerder met oogproblemen. Zij zitten dichter bij de bron, waardoor het stof in de lucht grover is. Dat ademen ze niet in, maar komt in hun ogen. Terwijl het fijnere stof dat je inademt, duizenden kilometers verder, over de Caribische Eilanden waait. Wij hebben het geluk dat de zeewind vrij schoon is, doordat er uit die richting weinig verkeer en industrie zit."
Stof heeft nog een andere eigenschap. Stuut: "In en aan de korrels zitten voedingsstoffen en metalen. Als stof uit de Sahara in het zeewater belandt, dan komen met het stof deze nutriënten in het water. We denken dat het plankton in de zee daarvan profiteert. Meer plankton in zee betekent meer binding van CO2 uit de atmosfeer. Uit ijskernen van de laatste 800.000 jaar die zijn onderzocht op CO2 en de hoeveelheid stof, blijken lage hoeveelheden CO2 gepaard gaan met veel stof."
Broeikaseffect
De mate waarin met name het mineraal ijzer in het water zit, blijkt van grote invloed op de groei van het plankton. "In grote delen van de oceaan is ijzer slechts in gelimiteerde hoeveelheden aanwezig, waardoor de groei van algen wordt beperkt. Als je ijzer in dat water gooit, krijg je algenbloei. Meer plankton in het water, betekent minder CO2 in de lucht, en dat kan weer leiden tot afname van het broeikaseffect."
En tot andere effecten. "Door 1200 kg ijzer illegaal in de Stille Oceaan te dumpen heeft een ondernemer de zalmvangst in een jaar tijd weten te verviervoudigen. Want algengroei stimuleert de visstand in dat gebied. Als wetenschapper vind ik het een levensgevaarlijk experiment. Er wordt niet gemonitord en er is geen achtergrondonderzoek gedaan. We weten niet wat de neveneffecten zijn. " Voorbeeld van falend menselijk ingrijpen zijn de padden die ooit in Australië werden uitgezet om suikerrietkevers te bestrijden. Nu zijn die beesten een plaag. Stuut: "Met de vraag of je op zo'n grootschalige manier moet ingrijpen in de natuur kom je op het ethische vlak. Als wetenschapper zeg ik: laten we eerst begrijpen wat er gebeurt en weten welke mechanismen er spelen vóórdat we het op grote schaal gaan proberen toe te passen."
Wetenschap en markt
Wat niet wil zeggen dat hij zich als wetenschapper afzet tegen het idee. "Woestijnstof is een goed voorbeeld van hoe wetenschap en markt elkaar kunnen vinden. Want, eerlijk is eerlijk, die kant gaat het steeds meer op. Om mijn onderzoek verder te kunnen financieren, en het effect van voedingsstoffen op de oceaan te weten, zal ook ik die kant op moeten."
Eerst begrijpen wat er gebeurt en daarna misschien toepassen
Eenvoudig is het niet. Eerder gedane proeven met algen te voeden, leverden niet het gewenste resultaat. De algen kwamen wel tot bloei, maar zonken niet naar de diepte. Ze gaven de opgenomen koolstof na hun dood weer vrij. Wellicht dat het met woestijnstof wel lukt. Stuut: "Op natuurlijke schaal is het namelijk al gebeurd. We denken het mechanisme te begrijpen, nu moet het nog in kaart worden gebracht."
Om dit te onderzoeken reist Stuut de hele wereld over. "Ik ben in veel woestijnen ter wereld geweest. Afrika, Australië en Zuid-Amerika, om ter plekke de bronnen te bekijken. Hoe zien die er uit, wat voor effect heeft de geologie, het brongesteente. Drooggevallen meren en rivierbeddingen. Ze zijn een belangrijke bron van stof." Hij wijst naar een kaart van Australië. "Lake Eyre is een enorme zoutpan. Met de tyfoons spoelt daar een enorme hoeveelheid sediment naar toe. Je kunt er gif op innemen dat als er in september een storm opsteekt, er weer een enorme stofwolk ontstaat, net als bijvoorbeeld in 2009."
Toename stof
Voor zijn onderzoek neemt Stuut ook monsters water uit de oceaan. Emmertjes verankerd op 1200 en 3500 meter diepte, om sediment en algen op te vangen. Zoals hij aan boord van de Pelagia op de oceaan met filters stof uit de lucht vangt. De hoeveelheid stof in de lucht zal naar verwachting eerder meer dan minder worden. "Grote gebieden in Afrika worden steeds droger, in China is stof nu al een maatschappelijk probleem, onder meer doordat het de luchtvaart hindert. Ook in Australië zie je een toename van stof emissies door verkeerd gebruik van landbouwgrond."
Bij zijn onderzoek werkt hij vaak samen. "Vogelaars die elk jaar naar de Wadden in Mauritanië reizen, hebben voor mij stofvangers neergezet. Dat levert gegevens voor mijn onderzoek. Het voordeel van het NIOZ is dat hier vele wetenschappelijk disciplines rondlopen. Zo ontstaan hier bijzondere samenwerkingen. Met een collega uit Australië heb ik een project kunnen doen, dat werd gefinancierd door zijn land. En in het Midden-Oosten heb ik onderzoek kunnen doen dat door Qatar was betaald."
Gerard Timmerman