Thema
Diep in de zee

Op speeddate! Met Astrid Hylén en Gunter Flipkens

In de strijd tegen klimaatverandering bestuderen Astrid Hylén en Gunter Flipkens van de onderzoeksgroep Geobiologie aan de UAntwerpen hoe alkaliniteit in zeewater kan bijdragen aan de opslag van CO2. Astrid richt zich op de natuurlijke variatie in kustzeeën, terwijl Gunter experimenteert met het toevoegen van alkalische mineralen om de alkaliniteit te verhogen.

 

Jullie doen onderzoek naar alkaliniteit. Wat is dat precies?

Astrid: “Kort door de bocht: alkaliniteit bepaalt hoeveel CO2 water kan opslaan. In de chemie spreken we van basen en zuren, de uitersten van een schaal waarop normaal, zoet water ongeveer in het midden ligt. Als je een base toevoegt aan een zuur, wordt dat minder zuur – en omgekeerd. Alkaliniteit vormt een chemische buffer in het zeewater die zowel met basen als met zuren kan reageren en die stoffen neutraliseert. Hoe meer alkaliniteit in het water, hoe meer het een zuur zoals CO2 kan opslaan.”

Zou alkaliniteit dan een rol kunnen spelen in klimaatmitigatie?

Gunter: “Ja. Bij klimaatmitigatie proberen we eigenlijk de klimaatverandering te beperken. Eén van de belangrijkste oorzaken van klimaatopwarming is CO2. Het is cruciaal dat we véél minder CO2 uitstoten, maar we moeten ook nadenken over manieren om het teveel aan CO2 dat we hebben uitgestoten terug uit de lucht te halen. Als we de alkaliniteit van water kunnen verhogen, zou dat een enorme stap vooruit zijn.”

De oceanen absorberen al 30% van onze jaarlijkse CO2-uitstoot. We moeten onderzoeken hoe we die opname veilig kunnen verhogen
Gunter Flipkens
UAntwerpen

Dat klinkt als een perfecte oplossing. Waarom zetten we er nog niet volop op in?

Astrid: “Er zijn nog veel onbekende factoren. Dieren die in de zeebodem leven, de temperatuurverschillen in de loop van de seizoenen, de getijden … Zulke externe natuurlijke invloeden kunnen allemaal een rol spelen. En dan zijn er de menselijke factoren. Smeltende permafrost, bijvoorbeeld, brengt extra mineralen van het land naar de oceaan. Door menselijke activiteiten zoals scheepvaart, diepzeemijnbouw, oliewinning en windmolenparken is het moeilijk om in zee een referentiepunt zónder menselijke impact te vinden. Veel systemen die we nu onderzoeken zijn al beïnvloed.”

Hoe kunnen we de alkaliniteit van zeewater precies verhogen?

Gunter: “Eén methode is het toevoegen van alkalische mineralen zoals olivijn en basalt. Die lossen op en produceren zo alkaliniteit, wat het klimaat over duizenden jaren kan reguleren. Wij onderzoeken of we dat proces kunnen versnellen door fijngemalen alkalische mineralen aan kustzeeën toe te voegen. “Naast natuurlijke gesteenten bekijk ik ook alternatieven. Kunnen we bijvoorbeeld reststromen uit de cement- en kalkindustrie gebruiken, of zelfs mosselschelpen? Momenteel onderzoek ik dat grotendeels in het laboratorium, waar we alle factoren volledig onder controle hebben. We hebben ook een mesokosmos gecreëerd: grote bakken gevuld met sediment en bodemleven van verschillende locaties, waarin we alkaliniteitproductie opvolgen in de loop van de seizoenen. Zo kunnen we het effect van mineraaltoevoeging in natuurlijkere omstandigheden bestuderen.”

Van proefbuisjes naar grote bakken … Is de volgende stap dan de zee zelf?

Astrid: “Dat klopt. Mijn onderzoek speelt zich vooral af op zee. Het ene kustgebied is het andere niet: de samenstelling van het zeewater, de zeebodem, de fauna en flora – het kan allemaal erg verschillen. Daarom verzamelen we stalen op verschillende locaties, de voorbije jaren bijvoorbeeld in Hawaii en IJsland, waar we apparatuur honderden meters diep laten zakken. Door die stalen te analyseren, krijgen we inzicht in de natuurlijke processen van alkaliniteitproductie en -consumptie. Mijn focus ligt vaak op de variaties in alkaliniteit over langere periodes en op verschillende locaties. Daarom ga ik volgend jaar zes keer naar dezelfde site in de Noordzee om de impact van seizoenswisselingen te onderzoeken.”

Wanneer we alkaliniteit beter begrijpen, is de volgende stap dan onmiddellijk om meer alkaliniteit te veroorzaken?

Gunter: “Onze mesokosmos-experimenten vormen een belangrijke schakel tussen laboratoriumonderzoek en de situatie in het veld. We bepalen onder meer de optimale hoeveelheid mineralen die we aan het water en de zeebodem kunnen toevoegen – we weten dat er een bovengrens is voor de hoeveelheid alkaliniteit zonder efficiëntieverlies. Daarnaast onderzoeken we of de stoffen die we toevoegen negatieve effecten hebben op het onderwaterleven. Als de resultaten van onze experimenten positief zijn, willen we een pilotstudie in de Noordzee opstarten. Daarna hopen we snel op te schalen.”

Onze cameraploeg mocht een dagje met Gunter en Astrid meelopen aan de onderzoeksgroep Geobiologie van de UAntwerpen. Check zeker de toffe video!

Astrid en Gunter’s onderzoek in een notendop

“Hoe kunnen we meer alkaliniteit produceren in kustzeeën? Die vraag ligt aan de basis ligt van ons onderzoek”, zegt Astrid Hylén. Dat onderzoek voert ze, met de steun van het FWO, samen met Gunter Flipkens en hun collega’s van de onderzoeksgroep Geobiologie van de UAntwerpen.

“Voor we meer alkaliniteit kunnen creëren, moeten we eerst nog beter begrijpen hoe natuurlijke processen alkaliniteit generen. Onze focus ligt daarbij op kustsystemen. Er zijn sterke aanwijzingen dat menselijke activiteiten zoals baggeren en sleepnetvisserij de natuurlijke productie van alkaliniteit verminderen, waardoor de oceaan minder CO2 kan opnemen.”

Alkaliniteit vs. klimaatopwarming

“Alkaliniteit toevoegen aan de oceanen heeft inderdaad potentieel om de doelstellingen van het klimaatakkoord van Parijs helpen te bereiken”, vult Gunter Flipkens aan. “Maar zoals vaak in de onderzoekswereld moeten we ons traag haasten. Klimaatverandering is een enorme en urgente uitdaging, en tegelijk mogen we ons niet overhaasten. Een slecht doordachte oplossing kan op termijn meer kwaad dan goed doen.”

“Een vraag die we ons vaak stellen, is: wat is precíés genoeg? Onderzoeker zijn betekent soms ook dat je de verantwoordelijkheid moet nemen om te zeggen: ‘Deze aanpak werkt niet.’ Daarom is het zo belangrijk om naar een en-en-verhaal te streven. Ja, het is cruciaal om zo veel mogelijk CO2 uit de lucht te halen, maar dat heeft alleen zin als we tegelijkertijd onze uitstoot van broeikasgassen drastisch verminderen.”