Tipping Point Ahead in de klas

In een recent bericht op de website van KlimaatHelpdesk schrijft Ingrid Robeyns, hoogleraar Ethiek van Instellingen (Universiteit Utrecht) uitgebreid over het dilemma waar docenten die uitgebreider over klimaatverandering willen doceren vaak tegenaan lopen. Het onderwerp kent immers de nodige valkuilen en uitdagingen, zoals leerlingen die direct stellen “niet te geloven in klimaatverandering”.

Het is vooral zaak om vanaf het begin de politieke componenten te scheiden van de natuurwetenschappelijke, stelt Robeyns in haar uitgebreide toelichting:

“Het is belangrijk om een helder onderscheid te maken tussen de werking van het fysische klimaatsysteem enerzijds, wat een natuurwetenschappelijk en a-politiek onderwerp is, en de aanpak van klimaatverandering anderzijds, waar onherroepelijk morele en politieke keuzes bij komen kijken. Een scherp onderscheid tussen wat politiek is en wat niet, en heldere keuzes over pedagogische aanpak en communicatie, kunnen helpen om leerlingen weg te houden bij het frame dat klimaatverandering “links” of “partijdig” zou zijn.”

Het is dus met name het onderwerp van te nemen maatregelen tegen klimaatverandering waar politieke en persoonlijke voorkeuren om de hoek komen kijken. Robeyns biedt ook een eerste lijstje pedagogische tips voor docenten. Kijk hier voor haar hele bericht.

Tipping Point Lesmaterialen
Tipping Point Ahead wordt onder andere genoemd door Robeyns als een van de aanbieders van lesmateriaal over klimaatverandering voor in het HAVO/VWO onderwijs. Van het begin af heeft TPA de keus gemaakt om uitsluitend lesmateriaal te ontwikkelen over de wetenschappelijke aspecten van klimaatverandering en het klimaatsysteem. Dit past ook in de opdracht van NESSC, het wetenschappelijk onderzoeksprogramma naar klimaatverandering waar Tipping Point Ahead onderdeel van is. De wetenschappers binnen NESSC hebben als doel om klimaatverandering beter te begrijpen en betrouwbare voorspellingen te kunnen doen over het klimaat van de toekomst.

KlimaatHelpdesk
Op de website van KlimaatHelpdesk doen Nederlandse klimaatwetenschappers hun best om allerlei vragen over klimaatverandering  en duurzaamheid te beantwoorden op basis van de nieuwste wetenschappelijke inzichten – van de rol van andere broeikasgassen in de opwarming van de aarde tot gezondheidseffecten door windmolens! Staat jouw prangende vraag er nog niet tussen dan kan je deze bij het KlimaatHelpdesk voorleggen.

Hoe krijgen we CO₂ weer uit de lucht? En wat zijn de gevolgen voor Nederland bij een steeds verder stijgende zeespiegel? Voor een antwoord op deze grote, prangende vragen over klimaatverandering organiseerde KlimaatHelpdesk afgelopen maandag twee online lezingen in TivoliVredenburg. Twee vooraanstaande klimaatwetenschappers, Appy Sluijs, hoogleraar Paleoceanografie aan de Universiteit Utrecht, en Marjolijn Haasnoot, klimaatwetenschapper bij Deltares en de Universiteit Utrecht, schetsen in begrijpelijke taal het probleem – en de contouren van eventuele oplossingen.

Wereldkampioen CO2 vasthouden
In de eerste presentatie geeft Appy Sluijs antwoord op de vraag hoe CO₂ weer uit de lucht kan worden gehaald – en hoe de oceanen van onze planeet hierin een enorm belangrijke rol spelen. Door het opstoken van fossiele brandstoffen belandt op dit moment vijftig keer meer CO₂ in de lucht dan wat de aarde via natuurlijke processen weer uit de lucht haalt. Welke mechanieken heeft de natuur om CO₂ uit de lucht te halen? Welk proces is wereldkampioen CO₂ vastleggen? En kunnen deze processen een oplossing bieden om de nog altijd stijgende hoeveelheid CO₂ in de lucht een halt toe te brengen?

Klik op onderstaand filmpje om direct te starten met de presentatie van Appy Sluijs:

Wat kan Nederland doen als de zeespiegel maar blijft stijgen?
In de tweede presentatie vertelt Marjolijn Haasnoot over de eventuele gevolgen voor Nederland als de zeespiegel stijgt of nog sneller gaat stijgen. Moeten we huizen gaan verplaatsen, of ons juist gaan richten op het bouwen van huizen in water? Op de lange termijn zullen hogere dijken en sterkere pompen niet genoeg weerwoord meer bieden tegen een steeds hogere zeespiegel. Maar hoe ziet het leven in Nederland in het jaar 2300 er mogelijk uit?

Klik op onderstaand filmpje om direct te starten met de presentatie van Marjolijn Haasnoot:

KlimaatHelpdesk
Nieuwsgierig naar nog andere grote vragen over klimaatverandering? Op de website van KlimaatHelpdesk doen Nederlandse klimaatwetenschappers hun best om allerlei vragen over klimaatverandering  en duurzaamheid te beantwoorden op basis van de nieuwste wetenschappelijke inzichten – van de rol van andere broeikasgassen in de opwarming van de aarde tot gezondheidseffecten door windmolens! Staat jouw prangende vraag er nog niet tussen dan kan je deze bij het KlimaatHelpdesk voorleggen.

Sedimenten die uit de kilometers diepe zeebodem worden opgehaald vormen een schat aan informatie voor klimaatwetenschappers, zoals bijvoorbeeld Barry de Boorkern. Maar zomaar afreizen naar de oceaanbodem, dat gaat voor niemand makkelijk.

Gelukkig worden wetenschappers al jarenlang ondersteund door een internationaal onderzoeksprogramma, het International Ocean Discovery Program (IODP). Het is goed mogelijk dat je van deze samenwerking nog niet eerder hoorde – maar het IODP is verantwoordelijk voor de belangrijkste onderzoeken van het minst onderzochte deel van onze planeet: de oceaanbodem. En dat doen ze al tientallen jaren, met indrukwekkende boorschepen en prestigieuze expedities naar de ruigste uithoeken van de planeet – van de tropen tot de polen. Voor klimaatonderzoekers over de hele wereld is het IODP dan ook van onschatbare waarde. Ook veel Nederlandse klimaatwetenschappers, zoals Margot Cramwinckel en Joost Frieling, gebruiken de IODP-boorkernen voor hun onderzoek om de geschiedenis van klimaatverandering van onze planeet te ontrafelen.

Nu is er een splinternieuwe video, gemaakt in Nederland, die een korte blik werpt op het verleden, heden en toekomst van het IODP. De video, in 2020 opgenomen toen het IODP boorschip Joides Resolution in het droogdok in Amsterdam lag, is gemaakt door ScienceMedia.nl hetzelfde bedrijf dat ook onze Tipping Point Ahead filmpjes maakt!

Naar goed gebruik plaatst Tipping Point Ahead rond deze tijd een aankondiging over de jaarlijkse NESSC Kerstlezing in het NEMO Science Museum in Amsterdam: een lezing door een klimaatwetenschapper over een prikkelend onderwerp. Maar helaas – door de geldende coronamaatregelen kan dit jaar de NESSC Kerstlezing niet plaats vinden. Een lezing met publiek valt op dit moment simpelweg niet te organiseren; een online variant vormt een te pover alternatief.

Professor  Guido van der Werf (VU Amsterdam), die de NESSC Kerstlezing dit jaar zou verzorgen, heef laten weten volgend jaar zijn presentatie over bosbranden en klimaatverandering te geven.

Hopelijk biedt het volgend jaar weer de mogelijkheid om alle geïnteresseerden uit te nodigen voor het bijwonen van een NESSC Kerstlezing. Het onderzoek van prof. Van der Werf sluit nauw aan het onderzoek van Luke Blauw naar bosbranden waarover we dit filmpje maakten:

Voor de Tipping Point Ahead-website staan dit jaar weer een mooi aantal nieuwe projecten op het programma: met nieuwe filmpjes over jonge wetenschappers en hun klimaatonderzoek, verdere uitbreiding van ons pakket met lesmaterialen over klimaatverandering voor in de klas, met nieuwe blogposts en verschillende evenementen voor docenten. Komende weken stellen we enkele nieuwe wetenschappers en hun onderzoek voor, en blikken we terug op eerder onderzoek en eerdere filmpjes, die ook vandaag de dag relevant blijven.

Op woensdag 30 oktober vindt de derde Nascholingsmiddag Klimaatverandering plaats in Utrecht, met presentaties van verschillende klimaatonderzoekers, en workshops met practica en proeven voor in de klas. De Nascholingsmiddag is in de eerste plaats bedoeld voor HAVO/VWO‐docenten met interesse om te doceren over klimaatverandering aan leerlingen. Het is nu mogelijk om in te schrijven, via dit aanmeldformulier.

Ook werken we dit jaar verder aan een nieuwe website bedoeld om de verschillende TPA lesmaterialen overzichtelijker te presenteren en gemakkelijker te downloaden. Een overzicht van de al beschikbare lesmaterialen voor HAVO/VWO is voorlopig nog hier te vinden en aan te vragen per e-mail.

Het nieuws over klimaatverandering stond afgelopen zomer niet stil – met alarmerende berichten over het steeds sneller smeltende ijs op Groenland, branden in de Amazone en Siberië, en recordtemperaturen in ons eigen land. Via blogposts op deze site en de TPA Facebookpagina zullen we in loop van komende maanden korte interviews met TPA klimaatonderzoekers en nieuwsupdates plaatsen.

Het was spannend tot het allerlaatste moment: wetenschappers Anniek, Michiel en Ove en het filmteam achter het Tipping Point Ahead filmpje ‘Hoeveel methaan kan de aarde aan?’ woonden gisteravond de Avond van de Opdrachtfilm bij voor de uitreiking van de Gouden Reigers – een prijs voor filmmakers die een opdrachtfilm maken voor een specifiek publiek.

Ontzettend blij waren we al, met die nominatie voor een Gouden Reiger voor ons filmpje – maar de spanning in de zaal liep nog verder op toen we bij de selectie van de beste drie filmpjes hoorden en we daarna het podium mochten beklimmen om de 2^e prijs in ontvangst te nemen! In het bijzonder roemde de jury de persoonlijke vorm van het filmpje: “Heerlijk hoe effectief en persoonlijk de film een op zich abstract wetenschappelijk onderwerp neerzet.”

Mark neemt ons prijscertificaat in ontvangst van dagvoorzitter Wendelien Wouters. Foto: Roeland Sjoerd Hoefsloot

Een geweldige beloning voor iedereen die aan de film heeft bijgedragen en een prachtige stimulans om ons werk voor Tipping Point Ahead verder te vervolgen!

Alle lof dan ook aan de ‘jonge professoren’ op het podium Anniek, Michiel en Ove, aan onze TPA-presentator Mark van Welzenis, en uiteraard aan Dan Brinkhuis en het hele team van Science Media! Eveneens dank aan Erik Appelman van SchoolTV, het platform waar de TPA-filmpjes hun eigen plek hebben gekregen en enthousiast worden bekeken!

Op het podium, van links naar rechts: Erik Appelman (SchoolTV), Michiel, Dan Brinkhuis (Science Media), Anniek, Mark, Ove, Maarten Wolf (Science Media), Bjinse Dankert (Tipping Point Ahead / NESSC)

Vrijwel dagelijks werkt klimaatonderzoeker Esmee Geerken in een laboratorium bij het NIOZ-instituut op Texel met foraminifera. Dit zijn wonderlijke en nuttige eencellige wezens die de oceanen van onze planeet bevolken, maar waar bijna niemand ooit over hoort. Eerder stond Esmees klimaatonderzoek naar zeeën uit het verre verleden centraal op Tipping Point Ahead voor middelbare scholieren. Meer en meer begon een idee bij Esmee te ontstaan om ook een korte educatieve film te maken over de onderwaterwereld van onze oceanen specifiek voor jonge kinderen…

En het resultaat is er nu: ‘Het Kleinste Huis’ is een kort en creatief filmpje van bijna 7 minuten lang wat is bedoeld om kinderen op de basisschool (van 5 tot 9 jaar oud) op een speelse wijze kennis te laten maken met het verbazingwekkende leven onder het zeewateroppervlak. Daarnaast vormt het filmpje voor leraren een mogelijkheid om verschillende biologische en scheikundige concepten aan kinderen te introduceren. Wat zijn bijvoorbeeld eencelligen? Wat is celdeling? Waarom stijgt warm water omhoog? En wat zijn moleculen en elementen?

Afbeeldingen uit Het Kleinste Huis: Wat zijn moleculen? Wat is een eencellige?

Lesmodule Basisonderwijs

In de toekomst zal de film ook een onderdeel gaan vormen in een lesmodule van NESSC, welke nog in ontwikkeling is, bedoeld voor gebruik in het basisonderwijs om kinderen enthousiast en nieuwsgierig te maken naar natuurkunde, aardwetenschappen en biologie.

Esmee is niet alleen een klimaatonderzoeker: eerder studeerde ze af bij de Gerrit Rietveld Academie. Samen met filmmaker Sabine Ruitenbeek (Cirkel Studio) ging Esmee aan de slag om met een gelimiteerd budget hun onderwaterwereld en het verhaal te visualiseren over de zoektocht van de eencellige Lou dat diep op de oceaanbodem op zoek gaat naar een huis…

De film is gefinancierd door het Netherlands Earth System Science Centre (NESSC), het onderzoeksprogramma naar klimaatverandering waar Esmees onderzoek ook onder valt. ‘Het Kleinste Huis’ is onder andere te bekijken op het YouTube-kanaal van NESSC, of via het videokanaal van Cirkel Studio.

Uit cijfers over het klimaat van 2017 bleek dat de bedekking van het zeeijs op de Noordpool nog nooit zo laag was aan het begin en aan het einde van het jaar als in 2017. Dit is niet een op zichzelf staand record. In het afgelopen decennium werd het ene na het andere record in zeeijs oppervlakte geobserveerd: negen van de tien minima in zeeijs bedekking vonden plaats in de afgelopen tien jaar. Toch is het totale oppervlakte maar een deel van het verhaal, want ook de dikte van het ijs speelt een belangrijke rol. Zo zijn sommige delen veel dikker en ouder dan andere delen van het zeeijs. Maar ook in het totale volume is er sprake van een neerwaartse trend met record laagtes in 2012 en 2017.

Uitdagende vragen: Terugkoppelingen en kantelpunten
Zo lang de temperaturen stijgen, zal het ijs blijven smelten met als mogelijk gevolg dat het zeeijs helemaal verdwijnt. De wetenschap staat voor een aantal uitdagende vragen: Wanneer maken we de eerste zomer mee waarop de complete Noordpool ijsvrij is? Is er een kans dat de afname van zeeijs steeds sneller gaat door positieve terugkoppelingen? En is de afname van zeeijs nog omkeerbaar of koersen we af op een ‘kantelpunt’ in het systeem waarna vorming van zeeijs veel moeilijker wordt, zelfs als we er in slagen om de temperatuurstijging te stoppen of sterk te beperken?

Zeeijs met meertjes van smeltwater in de Noordelijke IJszee, 2017
Foto: NASA/Robbie Russell

Door de stijgende temperaturen verandert het evenwicht van het zeeijssysteem. Een systeem in evenwicht kan verstoringen goed opvangen: Zo groeit een gezond bos weer aan na een bosbrand. Maar soms bevindt een systeem zich in de buurt van een tweesprong en kan een klein zetje, zoals een bosbrand, het systeem wegdrijven van het ene evenwicht naar een ander, nieuw evenwicht. Een bos verandert dan bijvoorbeeld in een grasland. Kenmerkend voor zo’n tweesprong, of kantelpunt, is een sterke, positieve terugkoppeling in de dynamiek van het systeem. Dit betekent dat op zo’n moment het systeem de verstoring versterkt waardoor er een grote verandering optreed. Naarmate een systeem richting zo’n kantelpunt beweegt, neemt de veerkracht van het systeem af. Dit houdt in dat het systeem er langer over doet om te herstellen van een verstoring.

Bij de Leerstoepgroep Aquatische Ecologie en Waterkwaliteitsbeheer van de Wageningen University kijken wij met behulp van modellen of je in de periode voordat het ijs helemaal verdwijnt, de veerkracht van het systeem kunt bepalen. Een antwoord op deze vraag helpt bij het beantwoorden van de vraag of er op de Noordpool sprake is van een kantelpunt, of dat het proces omkeerbaar is (zie onderstaande filmpje).

Eeuwenlang ijsvrij ondanks maatregelen?
Want als er daadwerkelijk sprake is van een kantelpunt, dan is het heel lastig om weer terug te keren naar het oorspronkelijke evenwicht op het moment dat het nieuwe evenwicht bereikt is. Voor het zeeijs betekent dit dat het mogelijk niet voldoende is om temperatuur te stabiliseren of zelfs te verlagen om het zeeijs weer terug te krijgen. In dat geval zouden we ondanks eventuele succesvolle acties om klimaatveranderingen teniet te doen, het zeeijs niet meer terug krijgen. De Noordpool zal dan mogelijk ijsvrij blijven.

Tekst: Bregje van der Bolt en Marjolein Sterk, Aquatische Ecologie en Waterkwaliteitsbeheer, Wageningen University
Foto’s: NASA/Robbie Russell
Dit blog verscheen eerder op Nature Today

Ik ben dus een boorkern. Maar dat ben ik pas sinds vandaag. Hiervoor was ik namelijk gewoon een deel van de zeebodem; ik lag een beetje te chillen op een diepte van ongeveer 650 meter. Met daarbovenop nog drieëneenhalve kilometer water. Ik was al zo’n 33 miljoen jaar zeebodem, en vond het daar eigenlijk wel prima. Maar vandaag veranderde mijn rustige leventje plotseling door een groep fanatieke wetenschappers op een boot…

Gerommel en gedreun! Een metalen buis wordt met grote kracht de zeebodem in geschoten, dieper en dieper. Plotseling bevind ik me in de buis; ineens geen deel van de rest van de zeebodem meer, maar een losse cilinder met modder. Door anderhalve kilometer boorstang word ik omhoog getakeld, tot ik me in zonlicht bevind. Zonlicht? Dat heb ik in geen 33 miljoen jaar gezien! Ineens bevind ik me op een schip vol met wetenschappers, de fascinatie brandend in hun ogen. En dan begint de mutilatie…

Onder de 62 meter hoge boortoren op het schip wordt het zware werk verricht. Foto: International Ocean Discovery Program · JOIDES Resolution Science Operator

Allereerst wordt mijn lengte van 9.5 meter opgedeeld in stukken van 1.5 meter, dan schijn ik beter hanteerbaar te zijn. Er wordt met een laser op me geschoten om me te labelen, en ik wordt door allerlei scanners gehaald om dingen als dichtheid en chemische samenstelling van mijn sediment te bepalen. Maar het ergste moet nog komen; een zaag komt dichter- en dichterbij.. Over de lengte word ik doormidden gesneden. Terwijl mijn ene helft het archief in gaat, komt mijn andere helft op tafel te liggen. En die wetenschappers maar kijken…

Sedimentmonster

Barry de Boorkern gedragen door de technici. Bijna klaar om in hapklare stukken van 1.5 meter gesneden te worden. Foto: International Ocean Discovery Program · JOIDES Resolution Science Operator

Zonder enige scrupules zetten ze me op de foto, voeren nog meer scans uit, en beschrijven ze me van boven tot onder. Erger nog; hier en daar snijden ze gewoon stukken van een paar centimeter uit me! Sedimentmonsters noemen ze dat. Vind ik ook een rare naam, dus ik noem het liever een offer aan de wetenschap. Ze gaan kijken wat voor fossielen, mineralen, en andere interessante chemische signalen er uit mij te halen zijn. Om daarmee te bepalen hoe oud ik nu eigenlijk precies ben, maar ook wat de condities van de oceaan en het klimaat in die tijd waren.

Als alle benodigde scans gedaan zijn, en alle sedimentmonsters genomen, word ik zonder bedankje in een plastic koker gestopt. Gehavend lig ik nu te rusten in een rek met tientallen van mijn zeebodem-vrienden. En ondertussen wordt de 9.5 meter zeebodem die zich onder mij bevond alweer naar boven gehaald. Je moet als boorkern wat over hebben voor het verwerven van kennis; ik hoop maar dat mijn offer hele belangrijke vragen over het klimaat van de Tasmanzee en het continent Zeelandia beantwoordt!

Disclaimer: de meningen van Barry de Boorkern komen niet geheel overeen met die van Margot Cramwinckel. Voor een blog geschreven door een boorkern is de wetenschappelijke inhoud overigens wel vrij accuraat. Hierbij bedank ik Barry officieel voor zijn offer aan de wetenschap.

Dit blog van Margot verscheen eerder op Faces of Science – waar jonge onderzoekers vertellen over hun onderzoek en het leven als wetenschapper!

And we’re off! Week een van de expeditie zit er op en in die week heb ik al heel wat meegemaakt. Dit rondvarende laboratorium is een wereld op zich waar van alles en nog wat gebeurt.

Trossen los! Ondertussen probeer we melancholisch doch fotogeniek naar de opkomende zon te staren… Tot over twee maanden, land! Foto: International Ocean Discovery Program · JOIDES Resolution Science Operator

Het schip waar ik twee maanden op verblijf tijdens deze expeditie is eigenlijk een soort stadje op zich. Naast rondvarend laboratorium is het namelijk ook een rondvarend restaurant (met verrassend getalenteerde koks, en inclusief vers fruit zodat je geen scheurbuik krijgt). Daarnaast zijn er onder andere een fitnessruimte (zodat je na het sporten opnieuw naar de kombuis mag voor een extra bord eten) en lounge (zodat je na je werkdag in slaap kan vallen tijdens het kijken van een film).

Stinkhoopje

Volgens mij is de JOIDES Resolution ook een magisch schip, want wanneer je je wasgoed in een stinkhoopje op de gang buiten je kajuit legt, is het twaalf uur later op onverklaarbare wijze ineens veranderd in schoon, zacht, en opgevouwen. (Dat wil ik thuis ook…) Deze dingen maken werkshifts van twaalf uur een stuk minder onmogelijk.

Op dit magische schip lopen natuurlijk niet alleen getalenteerde koks rond, maar ook wetenschappers (34 stuks in totaal, allerlei leeftijden en afkomstig van over de hele wereld), vijfentwintig bemanningsleden van IODP die alle laboratoria draaiende houden en nog veel meer belangrijke dingen doen, een boorcrew die bestaat uit vijftig man (stoere mannen – nope, geen vrouwen – in mooie rode overalls) en een bemanning bestaande uit vijftien helden die eten, drinken en schoonmaak voor hun rekening nemen. Dat zijn 124 poppetjes in totaal.

Safety training: hoe trek je zo’n sexy rood pak aan? Van links naar rechts: Claudia (Italiaanse, weet alles van kleine kalkfossieltjes), Debra (Australische basisschool lerares die onze expeditie naar kindertaal gaat vertalen), Gayane (uit Armenië, specialist op het gebied van stralendiertjes – ook fossieltjes) en Margot (doet alsof ze alles weet van fossiele dinootjes). Foto: International Ocean Discovery Program · JOIDES Resolution Science Operator

Deze eerste week hebben wij wetenschappers vooral veel instructies gehad. Lekker met 34 onderzoekers in een hokje zitten en aandachtig naar presentaties luisteren – over boortechnieken, veiligheid in het lab, en natuurlijk over het doel van de expeditie. Ook hebben we aan elkaar verteld over onze persoonlijke wetenschappelijke interesses, en wat we aan de expeditie willen bijdragen. En daarnaast natuurlijk safety training! Iedereen moet zijn of haar reddingsboot weten te bereiken, maar wel onder het meesjouwen van reddingsvest, veiligheidshelm en survival suit (deze heeft een lampje en een fluit). Met het nodige gesjor worden de survival suits aangetrokken; dit moet je namelijk ook in blinde paniek lukken, wat volgens mij onmogelijk is. Ze zijn wel geheel volgens de laatste mode (zie foto), dus dat scheelt.

Het schip ligt tijdens schrijven van deze blog stil op de eerste boorlocatie. Over een paar uur komen de eerste boorkernen naar boven, dus daarover in het volgende blog meer!

Dit blog van Margot verscheen eerder op Faces of Science – waar jonge onderzoekers vertellen over hun onderzoek en het leven als wetenschapper!