Op jacht naar methaan etende microben!
Methaan is een van de krachtigste broeikasgassen, zelfs nog krachtiger dan CO2. In de afgelopen 150 jaar is de concentratie van methaan in de atmosfeer meer dan verdubbeld. Deze toename levert dan ook een belangrijke bijdrage aan klimaatverandering. Er wordt daarom veel onderzoek naar methaan gedaan.
Waar komt al dat methaan vandaan? Inmiddels is duidelijk dat kustgebieden een belangrijke natuurlijke bron van methaan zijn. Bacteriën in de zeebodem maken methaan doordat ze biologische materiaal zoals resten van algen en planten afbreken. Maar hoeveel van dit methaan belandt uiteindelijk in de atmosfeer? Hier weten we nog maar erg weinig over.
De Pelagia, het Nederlandse schip dat specifiek voor zeeonderzoek wordt gebruikt, in de haven van het Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee (NIOZ) op Texel. Foto: Radboud Universiteit / NESSC
Microben in de zeebodem
Daarom trok deze zomer een groep wetenschappers, verbonden aan verschillende universiteiten, naar de Botnische Golf – de zee tussen Finland en Zweden. Hier werd het onderzoeksschip Pelagia voor gebruikt: het Nederlandse vlaggenschip dat specifiek voor zeeonderzoek wordt gebruikt.
Professor Caroline Slomp, hoogleraar aan Radboud Universiteit en Universiteit Utrecht, leidde de wetenschappelijke expeditie. Ze vertelt: “We weten dat er microben in de zeebodem zijn die methaan produceren – maar ook dat er microben zijn die methaan afbreken. Er wordt relatief veel methaan geproduceerd in kustgebieden, maar de afbraak in de zeebodem is meestal vrij efficiënt. Dit betekent dat slechts een klein deel van de totale hoeveelheid methaan die geproduceerd wordt in de zeebodem ontsnapt naar het bovenliggende water en uiteindelijk in de atmosfeer terechtkomt.”
Het is dus belangrijk om te onderzoeken hoe dit in de zeebodem precies gebeurt. De jacht op methaan etende microben is daarmee geopend!
Doel van de expeditie is om de verschillende typen microben die verantwoordelijk zijn voor productie én afbraak van methaan, te identificeren. En natuurlijk willen de wetenschappers ook achterhalen onder welke omstandigheden de methaan etende microben methaan efficiënt kunnen verwijderen.
Om monsters van de waterkolom te nemen gebruiken de wetenschappers een zogenaamde ‘CTD-rozet’ met 24 flessen die op verschillende dieptes gesloten kunnen worden. Foto: Radboud Universiteit / NESSC
Toenemende productie
Slomp: “Eén van de grote vragen, die we met deze expeditie willen beantwoorden, is of er methaan uit de zeebodem het bovenliggende water inlekt. Dat zou namelijk iets zeggen over de bacteriën die het methaan eten.”
Ook dat is belangrijk omdat klimaatverandering tot enorme veranderingen in kustgebieden leidt. Slomp: “Hogere watertemperaturen gecombineerd met een toename van organisch materiaal, bijvoorbeeld van algen, resulteren in een toenemende productie van methaan in sedimenten van kustgebieden. We weten niet of de microben die op dit moment zorgen voor de afbraak van methaan in staat zijn de toenemende hoeveelheid methaan te blijven afbreken.”
Succes! De eerste boorkern met ruim zes meter sediment uit de Botnische Zee is naar boven gehaald! Op het dek wordt deze kern in sequenties van 1 meter lang gezaagd. Foto: Radboud Universiteit / NESSC
Als de monsters op het dek arriveren worden direct metingen gedaan! Boorkernen worden bemonsterd in speciaal hiervoor gemaakte laboratorium containers aan boord, verschillende watermonsters worden getapt in kleinere flesjes. Foto: Radboud Universiteit / NESSC
Methaanmonsters
Toen de onderzoekers eenmaal op de Botnische Golf arriveerden begonnen ze op verschillende plekken zo veel mogelijk monsters van het water en het sediment van de zeebodem (modder!) te verzamelen. Dit is hard werken!
“Het sediment wordt bemonsterd met een speciaal ontworpen ‘multicorer’: die helpt om de bovenste 60 centimeter van de zeebodem naar boven te halen.’ Om nog diepere monsters te verzamelen gebruikt het team een ander apparaat, een gravity corer, die zelfs tot acht meter aan sediment boven heeft gehaald,” vertelt dr. Niels van Helmond (Radboud Universiteit).
Er worden allerlei monsters genomen uit de sedimentkernen. “We nemen onder andere monsters van het poriewater (het water in het sediment) en monsters voor DNA-analyse. Als we weer aan land zijn, zullen we de microbiologie en chemie van de verzamelde water- en sedimentmonsters in groot detail bestuderen. Dit duurt maanden tot jaren.’
Meer weten? Volg het onderzoek verder op RIBES en NESSC, of volg prof. Caroline Slomp
