Grondstoffenjacht op duizelingwekkende diepte

Op duizelingwekkende diepte onder water is het pikkedonker. Vrijwel niets beweegt of leeft. Totdat het water plots wild rond raast en overal beestjes krioelen. Uit de bodem komt een ‘black smoker’ die gloeiende heet water van wel 400 graden celsius uitspuwt. het zijn net een soort schoorstenen met rook. “Ze zitten vol met leven. Het is een bizar verschijnsel”, zegt hoogleraar diepzee monitoring Jens Greinert (Universiteit van Kiel).

De black smokers zorgen niet alleen voor veel leven duizenden kilometers onder water, maar ook voor zeer waardevolle grondstoffen. Zoals yttrium, dat gebruikt wordt in smartphones. Maar ook koper, nikkel, kobalt en zink. Nu dit soort grondstoffen op het land steeds schaarser worden, kijken bedrijven ook naar minder toegankelijke plekken om ze te winnen. Waaronder de diepzee.

Uitgebrande schoorstenen

Als de black smokers nog heet water spuwen, is het ondoenlijk om er grondstoffen te delven. Maar dat kan wel bij de ‘dode zones’, waar de schoorstenen zijn uitgebrand en de grondstoffen voor het oprapen liggen. Verschillende bedrijven doen momenteel al aan mijnbouw in de diepzee, waar in deel twee dieper op in wordt gegaan. Maar voordat grondstoffen gedolven worden, moet eerst bekend zijn wat zich precies afspeelt op deze duizelingwekkende diepte en waar de grondstoffen zich precies bevinden.

In Nederland heeft het Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee (NIOZ) hier veel kennis over. Ze doen zowel fundamenteel als toegepast onderzoek. Het NIOZ ontwikkelt bijvoorbeeld eigen instrumenten om de diepzee te onderzoeken, ook voor bedrijven. Zo heeft het instituut een drukkamer tot zeshonderd bar, de grootste van Nederland.

Eenvoudig is het niet om onderzoek te doen in de diepzee, met name vanwege de extreme omstandigheden. “De druk is enorm, we hebben het over honderden bar op duizenden meters diepte,” legt hoofd marinetechnologie Marck Smit (NIOZ) uit. “Als ik deze pen op jouw arm druk en ik leg er een gewicht van vijf kilo op, dan gaat de pen door je huid heen. Zo heftig is de druk op zes kilometer waterdiepte ook. Daarnaast is het over het algemeen koud, tussen de twee en vier graden. Behalve bij black smokers, waar het weer ontzettend heet is.”

Magische plek

Smit wijst op een lange buis in de hal van het hoofdkantoor op Texel. “Daarmee nemen we watermonsters. Het ding is deels gemaakt van titanium. Een metaal dat vaak wordt gebruikt omdat het de druk aan kan en weinig last heeft van corrosie.” Jens Greinert, die ook een aanstelling heeft bij het NIOZ, vult hem aan: “Titanium is sterk en licht. Anders blijft er door de druk, zoute water en corrosie weinig meer van over op de zeebodem. De buitenkant rot weg. Zeker als je het daar een jaar laat staan.”

Daarnaast is de afstand een groot probleem, kilometers onder zee is erg ver weg. “Over een afstand van drie kilometer diepte, doe je zo’n twee uur. Als we dus een hapje van de bodem naar boven willen halen, is een groot deel van de dag voorbij. We hebben ook lange en erg sterke kabels nodig. Radiocontact is er niet onder water, dus communiceren we met via de kabel of met geluid over een bandbreedte van maar een paar honderd bytes in plaats van gigabytes”, zegt Smit.

Al die lastige omstandigheden zorgen er voor dat we nog maar heel weinig weten van de diepzee. “Het is wonderlijk dat we onze planeet aarde noemen, omdat er veel meer water is”, zegt Greinert. “En het grootste deel daarvan is weer de diepzee.” Het blijft door de onwetendheid een magische plek, zoals Jules Verne al beschreef in zijn roman Twintigduizend mijlen onder zee. Diepzee is in alle grote oceanen te vinden. Bijvoorbeeld bij de Golf van Biskaje. Daar wordt de zee plots veel dieper – van enkele honderden meters naar zo’n vijf kilometer.

Maanlander

De apparatuur om onderzoek te doen in de diepzee is zonder uitzondering indrukwekkend en groot. Het valt te bewonderen in de eigen haven van het NIOZ op Texel. Daar staan bijvoorbeeld een paar meter hoge gele maanlander-achtige instrumenten. “Dat zijn bodemlanders. Die analyseren gedurende langere tijd de sedimentatie, temperatuur, zoutgehalte, druk en vertroebeling. Met een zogenaamde piston corer – een soort diepzeeboormachine – gaan we na welke grondstoffen er te vinden zijn”, zegt Smit.