‘Ik sta te trappelen om te vertellen over de expeditie en over mijn onderzoek”, mailt klimaatonderzoeker Mei Nelissen aan NRC. Ze is net twee weken terug van een ruige Arctische expeditie: negen weken woonde en werkte ze – zeven dagen per week, minimaal twaalf uur per dag – op een onderzoeksschip in de Baffinbaai, ingeklemd tussen Groenland en Noordoost-Canada. Ver weg van alles en iedereen, zelfs bijna te ver weg om land te zien. Soms, bij mooi weer, zag ze in de verte net de toppen van de Groenlandse bergen.
Nelissen hielp bij het boren van grondkernen uit de zeebodem, tot wel twee kilometer onder het wateroppervlak, en dan nog eens een kilometer de grond in. Die kernen analyseerde ze onder de microscoop. Op zoek naar verrassingen, sporen, aanwijzingen, die samen verraden hoe het klimaat er vroeger uitzag en hoe de Groenlandse ijskap daarop reageerde, miljoenen jaren geleden.
„Ik viel van de ene verbazing in de andere”, vertelt Nelissen in een stadscafé. „Hoe dieper je boort, hoe verder je teruggaat in de tijd. Je hebt dan zo maar 10 miljoen jaar in je handen. En daarin vind je stuifmeel, plantenresten, brokjes hout, stukjes van zeepissebedden… Soms steentjes van nóg veel ouder, die ergens anders vandaan komen en daar ooit heen zijn gedreven in een ijsberg. En dan die logistiek op dat enorme schip, met die boortoren erop, en dat boorgat in het midden…”
Kennis en avonturen
Nelissen begon haar carrière met een biologiestudie. „Als kind wilde ik ‘dierkenner’ worden”, vertelt ze. „Nu ben ik geïnteresseerd in alles wat leeft. Of geleefd heeft. En in de aarde, eigenlijk, als geheel…” Ze lacht om zichzelf: ze kan niet goed kiezen, ze vindt alles interessant. Vandaar ook die voortdurende honger naar kennis en avonturen. En haar waterval aan verhalen.
Tijdens de biologiestudie ontdekte ze de mariene wetenschappen: een wereld waarin er meer níét dan wél bekend is. „Ik vind het fascinerend hoe sturend de oceaan is voor het klimaat, en daarmee voor al het leven op aarde – en dan weten we er nog zó weinig van!” Twee jaar geleden begon ze aan een promotieonderzoek in de paleo-oceanografie. In boorkernen onderzoekt ze de organische geochemie en microscopisch kleine fossielen, zoals eencellige algen en stuifmeel. „Ja, nu kijk ik vooral naar dode dingen”, zegt ze lachend. „Maar het is zó spannend. Zó’n complexe puzzel.”
Vele malen sneller
Het onderzoek in de Baffinbaai ging zo’n 25 miljoen jaar terug in de tijd. In de rest van haar promotieonderzoek gaat ze nog verder terug: naar het zogeheten paleocene-eocene thermal maximum, of PETM: een periode, zo’n 56 miljoen jaar geleden, waarin het klimaat opeens vijf graden warmer werd. „Dat gebeurde met een ongekende snelheid: binnen 10.000 jaar.” Dat maakt het interessant om met het heden te vergelijken, stelt Nelissen, „hoewel het nu vele malen sneller gaat.”
De oorzaak van die plotselinge opwarming was een enorme hoeveelheid koolstofdioxide en methaan die relatief snel in de atmosfeer terechtkwam. De precieze bron daarvan is nog onduidelijk. „Mijn hoofdvraag is: wat is daarbij de rol geweest van vulkanisme? Dit is de tijd dat de Noordelijke Atlantische Oceaan openbrak, langs dezelfde breuklijn als waar later IJsland ontstond. Vulkanische lagen kwamen daarbij in contact met organische lagen, die daardoor verbrandden. Ik ben benieuwd welke feedbackeffecten er toen zijn opgetreden: processen die de klimaatverandering nog eens versterkten.”
Die vraag is belangrijk, legt ze uit, want als je het heden wilt begrijpen moet je eerst het verleden kennen. Ook nu spelen er allerlei feedbackeffecten door klimaatverandering. Door de opwarming ontdooit in het noordpoolgebied nu bijvoorbeeld de bovenste bodemlaag. Plantenresten gaan rotten, waarbij wereldwijd grote hoeveelheden methaan en koolstofdioxide vrijkomen – die weer zorgen voor extra opwarming.
„Ook de ijskappen spelen een rol in dergelijke feedbackeffecten”, vervolgt Nelissen. „Maar we weten nog niet precies hoe die reageren op veranderingen in het klimaat. Uit de boorkernen kan ik daarover informatie afleiden.”
Die boorkernen helpen niet alleen het paleoklimaat te reconstrueren, maar ook het paleolandschap. Nelissen: „Hoe de wereld er toen uitzag. Dat vind ik zo fascinerend aan dat werken met die microscoop: ik kijk ernaar, en dan ontvouwt zich een hele wereld. Ik maak me er gelijk een voorstelling van. Hoe warm was deze zee? Was dit het laatste bos van Groenland?”
Boorschip annex laboratorium
Voor het eerst valt Nelissen even stil. Maar dan komt er alweer een verhaal: over het schip, de Joides Resolution, gerund door een internationaal consortium. Een boorschip annex laboratorium dat al sinds de jaren 60 over de oceanen vaart. Waarmee wetenschappers voor het eerst aantoonden dát je vanaf een schip in de zeebodem kunt boren, dat plaattectoniek echt bestaat, dat een meteorietinslag heeft bijgedragen aan het uitsterven van de dinosauriërs, dat het droger worden van Centraal-Afrika samenviel met de migratie van onze voorouders uit Afrika, zo’n 2 miljoen jaar geleden.
„Dit is de eerste keer dat het schip zó noordelijk in de Baffinbaai kwam”, zegt Nelissen. „Maar het gaat nu nog maar drie keer varen. Dan wordt het ontmanteld. Het consortium stopt, in deze vorm. Ja, echt doodzonde. Dat schip heeft zo’n legacy. Het heeft zóveel bijgedragen aan onze kennis over de aarde.”
