Nederlandse geofysicus Verhoef leidt bodemonderzoek in Noordpoolgebied

De Nederlandse geofysicus Jacob Verhoef leidt een Canadees miljoenenproject om de Arctische zeebodem in kaart te brengen voor territoriale claims. Vanuit Halifax coördineert hij barre expedities in het Noordpoolgebied, waar vanuit kampen op het zeeijs en met ijsbrekers uitgebreid seismisch onderzoek wordt gedaan. Voor Canada staan er grote belangen op het spel.

Door Frank Kuin

HALIFAX. Stralend vertelt Jacob Verhoef over de bevindingen van zijn wetenschappers bij een recente ontdekkingsreis op de Arctische Oceaan. Vierduizend kilometer aan zeebodemgegevens in het Noordpoolgebied zijn de afgelopen nazomer verzameld door een Amerikaanse en een Canadese ijsbreker ten noorden van het Noord-Amerikaanse continent – een moeilijke missie in het kader van een internationale race om continentale grenzen te bepalen. Want die grenzen bepalen van wie de olie is die onder de Noordpool ligt.

,,Ik sta versteld van de kwaliteit van de gegevens die we hebben verzameld,’’ glundert Verhoef, een Nederlandse geofysicus die een Canadees miljoenenproject leidt om de Arctische zeebodem in kaart te brengen voor territoriale claims. Verhoef, die werkt voor de Geologische Dienst van Canada in Halifax, geniet als wetenschapper van die taak. ,,Er zijn een hoop gebieden in de Arctische Oceaan waar we niets van weten, dus deze gegevens zijn uniek. Dat is fascinerend.’’

Zo heeft de expeditie een schat aan kennis opgeleverd over de westelijke Arctische Oceaan, zegt Verhoef, die in 1984 promoveerde aan de Universiteit van Utrecht. Zijn wetenschappelijk team in Canada verwerkt nu de bevindingen: zogeheten bathymetrische metingen over de waterdiepte, en seismische gegevens over de bodemsamenstelling. De onderzoekers ontdekten zelfs een onderzeese berg van 1100 meter hoog en 50 kilometer lang. ,,Dat geeft aan hoe weinig we van de Arctische Oceaan weten,’’ aldus Verhoef.

Geofysicus Jacob Verhoef leidt Canadees bodemonderzoek in het Arctisch gebied.

De expeditie hoort bij een reeks Canadese onderzoeksmissies in de Arctische Oceaan, gecoördineerd door Verhoef, ter onderbouwing van territoriale claims op de zeebodem. Het lang genegeerde gebied, dat steeds toegankelijker wordt wegens het smelten van de ijskap, herbergt volgens schattingen een kwart van ’s werelds onontdekte voorraden olie en gas. Canada wil, evenals andere Arctische landen – Rusland, de VS, Denemarken, Noorwegen – een zo groot mogelijk deel van de Arctische zeebodem opeisen.

Dat kan binnen het Internationale Zeerechtverdrag van de VN, UNCLOS. Volgens dat verdrag heeft elke kuststaat exploitatierecht in een ‘exclusieve economische zone’ van 200 zeemijl voor de kust. Daarbuiten kan een staat stukken continentaal plat claimen op bepaalde voorwaarden, tot 350 zeemijl of meer voor de kust. In die zone heeft een land dan exclusief recht op grondstoffen onder de zeebodem. Die regels gelden voor alle zeeën, maar in de relatief onontgonnen Arctische Oceaan staat het meest op het spel.

Om stukken zeebodem te claimen is kennis nodig over dieptes, bodemstructuren, en de aanwezigheid van sedimenten van het continent. In het Arctische gebied is die kennis schaars, en moeilijk te verkrijgen. ,,De technische uitdagingen zijn groot,’’ zegt Verhoef, die routine heeft opgebouwd in het organiseren van onderzoekskampen op het zeeijs en onderzoeksmissies met ijsbrekers. ,,Een van de problemen waar we mee te maken hebben is dat het weer, en zeker de ijscondities, behoorlijk onvoorspelbaar zijn.’’

Niettemin voeren Canada, de VS, Rusland en Denemarken druk onderzoek. Rusland heeft in 2001 een agressieve claim ingediend. Die is niet goedgekeurd, en de Russen verzamelen nu nieuwe gegevens. Denemarken verkent samen met Canada het gebied ten noorden van Groenland, waaronder de Lomonosov-rug, een onderzeese bergrug tussen Noord-Amerika en Rusland waarvan de geologische aard wordt betwist. De VS heeft UNCLOS nog niet geratificeerd, maar verzamelt toch bodemgegevens boven Alaska.

Canada denkt op basis van de regels recht te hebben op zo’n 750.000 vierkante kilometer Arctische zeebodem bovenop de zone van 200 zeemijl. Het land heeft tot 2013 om dat te onderbouwen. Dan moet het een rapport voorleggen aan de VN-commissie. Aan Verhoef de taak om dat proces in goede banen te leiden. De onderzoeksmissies die hij regelt in het Noordpoolgebied zijn verdeeld in een oostelijke en een westelijke helft. ,,We hebben een programma samengesteld waarvan we denken dat het Canada het meeste oplevert.’’

In het oostelijke poolgebied werkt Canada samen met Denemarken om aan te tonen dat twee grote onderzeese bergruggen, de Lomonosov Ridge en de Alpha Ridge, vastzitten aan Noord-Amerika. Daar zijn gegevens voor nodig over ondergrondse bodemstructuren. ,,Er zit een diep tussen het continent en de rug,’’ legt Verhoef uit over Lomonosov. ,,De vraag is daarom: zit de rug vast aan het continent, of niet? Dat los je op door onder de zeebodem te kijken, tot 40 kilometer diep, of de structuren doorlopen.”

,,Er zijn een hoop gebieden in de Arctische Oceaan waar we niets van weten, dus deze gegevens zijn uniek’’

Dat werk wordt gedaan vanuit ijskampen, met seismische meters. Zo’n 150 recorders worden op een kilometer afstand van elkaar op het ijs gezet – paradoxaal genoeg in koelingdozen om ze te beschermen tegen de kou van gemiddeld -40 graden. Een lading dynamiet wordt vervolgens 100 meter onder het ijs tot ontploffing gebracht. Dat levert geluidsgolven op. De tijdsduur die zij nodig hebben om te weerkaatsen, wordt gemeten met nauwkeurige klokken. Die gegevens leveren doorsneden op van de zeebodem.

Voorlopige conclusie: „De structuren zijn continu”, zegt Verhoef. „We hebben aangetoond dat Lomonosov mee beweegt met het Noord-Amerikaanse continent.” Een wetenschappelijk artikel wordt binnenkort gepubliceerd.

Daarnaast worden in het oostelijke poolgebied gegevens verzameld over de vorm van de zeebodem. Dat gebeurt door vanaf het ijs een puls naar beneden te sturen en te meten hoe lang het duurt voordat die terugkomt. Dit werk wordt gedaan in het voorjaar, wanneer het ijs het sterkst is. Wegens logistieke moeilijkheden met ijskampen heeft Canada vanaf dit jaar bovendien twee onbemande onderzeeërs van 7 meter lang, die onder het ijs kunnen varen en dieptemetingen kunnen doen, alvorens terug te keren naar een gat in het ijs.

In het westelijke poolgebied werkt Canada samen met de VS om sedimenten te onderzoeken die vanuit de Mackenzierivier zijn verspreid in de omgeving van de Beaufort Sea ten noorden van Canada en Alaska. De aanwezigheid van die sedimenten kan volgens de regels worden gebruikt om aan te tonen dat delen van het continentale plat buiten 200 zeemijl bij het continent horen. Daarom worden seismische gegevens verzameld over de bodemsamenstelling.

Dat werk wordt gedaan met twee ijsbrekers: een die voorop gaat om ijs te breken, en een tweede met seismische apparatuur. Een luchtkanon van tweeduizend kilo hangt achter de achterste ijsbreker, onder de stukken ijs in het kielzog van het schip. Een luchtbel wordt onder water tot ontploffing gebracht, wat geluidsgolven afgeeft. Meetapparatuur registreert hoe lang het duurt voordat die terugkaatsen. Dat levert een doorsnede op van sedimenten op de bodem, soms 4 à 5 kilometer bovenop de rotsvloer.

Voor de vaststelling van de continentale grens wijzen ook die bevindingen de goede kant op, zegt Verhoef. ,,We hebben aangetoond dat we een gigantische hoeveelheid sediment hebben in dat gebied.” Volgens hem zijn de gegevens in zowel het oostelijke als het westelijke poolgebied gunstig voor Canada. ,,Ze tonen aan dat wat wij dachten dat er was, er inderdaad is.’’ Overigens heeft het onderzoek ook indicaties opgeleverd over mogelijke olievoorraden, maar die kennis blijft voorlopig geheim.

Verhoef is zichtbaar trots op het werk – wetenschappelijk onderzoek met directe praktische implicaties, en een relatief lijvig budget van 109 miljoen Canadese dollar (75 miljoen euro). ,,Het is een van de weinige programma’s waarbij je onderzoek doet dat heel belangrijk is voor een land,’’ betoogt hij. ,,De resultaten zijn direct afhankelijk van wetenschappelijke gegevens.’’ Nog twee jaar van Actische onderzoeksmissies zullen volgen, met een jaar speling als daarbij iets misgaat.

Ondertussen smult de geofysicus Verhoef van het beeld dat zich vormt over de geologische ontwikkeling van de Arctische Oceaan. Er zijn vele modellen over hoe die is ontstaan, en de gegevens bieden nieuwe inzichten over bijvoorbeeld oceanische versus continentale oorsprong, en de rol van vulkanisme. ,,Dat is eigenlijk een soort bijproduct,’’ zegt Verhoef. ,,Want het is zo ontzettend duur om in het hoge noorden te komen dat je anders nooit het geld los krijgt voor wetenschappelijk onderzoek.’’