| |
|
Hoofdstuk 28 -
Satellietbeelden van
oliesporen op zee |
|
|
| Olielagen op het zeeoppervlak zijn moeilijk
te zien op satellietbeelden in natuurlijke
kleuren. De donkere tinten van de oliesporen
wijken niet of nauwelijks af van de kleur
van het zeewater.
Bij een gunstige stand van
de zon blijkt het wél mogelijk de olie te
detecteren. Het resultaat is dan
vergelijkbaar met wat radarmetingen vanuit
de ruimte laten zien.
Veel olie blijkt afkomstig
uit natuurlijke
bronnen. |
| |
Olie op zee wordt door velen direct
gekoppeld aan milieurampen met supertankers.
De afgelopen vijftig jaar deden zich dan ook
talrijke grote olierampen voor. Namen van
schepen als Prestige (Spanje, 2002), Exxon Valdez (Alaska, 1989), Amoco Cadiz (Britannië,
1978) en Torrey Canyon (Scilly Eilanden,
1967) liggen velen nog vers in het geheugen.
Hoewel dergelijke ongelukken
met strandende
en in tweeën brekende supertankers in de
media breed worden uitgemeten, dragen ze
verrassend genoeg voor nog geen tien procent
bij aan de totale hoeveelheid olie in de
oceanen.
Dat is weliswaar meer dan gelekt
wordt tijdens de oliewinning (zie diagram),
maar minder dan wat er bij het lozen van
ruimwater of andere als normaal beschouwde
operaties tijdens
het transport met tankers
in het zeewater terecht komt. Belangrijkste
bron van olie blijkt echter de natuur zelf.
Naar schatting bijna de helft van de olie in
de oceaan lekt weg uit bronnen in de
zeebodem boven oliehoudende sedimenten
daaronder.
Door de opwaartse kracht stijgt
de olie op en kan zo boven komen drijven. |
 |
|
Figuur a |
|
|
 |
|
Figuur b |
|
| |
a. Elk jaar komt ongeveer 1,5 miljard liter
olie in de oceaan terecht. Daarvan is bijna
de helft afkomstig uit natuurlijke bronnen.
Daarnaast levert
het vervoer van olie met olietankers een belangrijke bijdrage. Een kwart
van de olie komt vrij bij routineoperaties
tijdens het vervoer;
olierampen zijn
verantwoordelijk voor bijna 10 procent. De rest van de olie spoelt vanaf
het land de zee in of hangt samen met oliewinning,
luchtverontreiniging en
luchtvaart.. De cijfers in de figuur zijn wereldgemiddelden; de verhoudingen
kunnen tussen de verschillende regio's op
aarde sterk variëren. Bron: Woods Hole Oceanographic
Institution (WHOI). |
b. Satellietbeelden van olie op zee tonen
slechts een deel van de reis die de uit
natuurlijke bronnen op de zeebodem lekkende
olie aflegt.
Dit diagram brengt het volledige traject in kaart. Linksonder bevindt zich de bron waaruit de olie lekt.
De reis verloopt met de wijzers van de
klok mee. Een deel van de olie is al afgebroken door bacteriën voor de
olievlekken zich vormen. Een ander deel van
de olie verdampt,
de rest zakt terug naar de
bodem, waarbij hij onderweg verder wordt afgebroken. Bron:
John E. Cook, WHOI. |
De meest voor de hand liggende manier om de
olie vanuit de ruimte te detecteren is met
een radarinstrument op een satelliet. Zo'n
instrument
bevindt zich bijvoorbeeld op de commerciële
Canadese satelliet RADARSAT, gelanceerd in
november 1995, en op de Envisat van de
Europese ruimtevaartorganisatie ESA, die in
maart 2002 in een baan rond de aarde werd
gebracht.
Beide satellieten werken nog steeds.Met radar kan de ruwheid van het
aardoppervlak vanuit de ruimte worden
gemeten. Een landoppervlak is ruwer dan een
zeeoppervlak, verstrooit daardoor meer
radarstraling en krijgt zo een lichtere tint
op het uiteindelijke radarbeeld. Op het
zwartwitbeeld van Zuid-Korea en de Gele Zee
na de ramp met de tanker Hebei Spirit in
december 2007 is deze verdeling van tinten
goed te zien. Op het satellietbeeld is de
olie die de kustwateren verontreinigt,
zwart, maar dat komt niet doordat olie zwart
is! De olie dempt de kleinere, door de wind
opgewekte golven, zodat het verontreinigde
oppervlak minder ruw is (zie YouTubefilmpje
onderaan deze pagina), minder radarstraling
terugstrooit en een donkerder tint krijgt. |
| |
Andere gevallen
van rampen met olietankers waarvan
radarbeelden vanuit de ruimte vrijgegeven
werden, zijn onder andere die met de
supertankers Prestige bij
Spanje (2002) en de Sea Empress bij Wales
(blauwgroen beeld uit 1996). De detectie van
oliesporen op de oceaan met radar is echter
niet optimaal. De beelden zijn weliswaar van
uitstekende kwaliteit en
bewolking of
duisternis vormen geen probleem, maar.
radarbeelden zijn,
vooral in de tropen,
slechts af en toe beschikbaar en in het
geval van de commerciële satelliet ook nog
eens erg duur. Routinematige monitoring is
niet mogelijk,
zodat olie aan het oppervlak al deels
verdwenen kan zijn voor een satelliet met
radar overkomt om de situatie vast te
leggen.
Het zou mooi zijn als informatie
over olie op zee ook af te leiden zou zijn
uit dagelijkse routinewaarnemingen van
andere satellieten, waarvan de meetgegevens
bij voorkeur gratis beschikbaar zouden
moeten zijn. |
| |
1: Zonneglinstering en oliestrepen op het
water van de Golf van Mexico, 13 mei 2006.
Aan de bovenzijde liggen de Verenigd Staten
met ongeveer
in het midden van de kustlijn de Mississippi Delta. De baan van de
Amerikaanse satelliet Terra, die de
informatie voor dit zichtbaarlichtbeeld in
natuurlijke kleuren leverde, loopt van rechtsboven naar middenonder over
het midden van de zilverwitte band met
zonneglinstering. Het beeld is
opgebouwd uit stroken van 6 tot 9 kilometer breedte loodrecht op de baan
van de satelliet, waardoor in de heldere
zonneschittering een
lamellenpatroon
ontstaat. De reflecties van zonlicht treden op in golven waarvan
hellingen de juiste stand hebben om het
zonlicht in de richting
van de Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) van de satelliet te weerkaatsen. In de donkere gebieden, zoals
rechts op het
beeld ten zuiden van de
kusten van Atlanta en Florida, is het windstil, zodat er geen golven
zijn die aan het zonneglinsteringseffect
kunnen
bijdragen. Op de linkerflank van de
strook met zonneglinstering zijn ten
zuiden van de kust van Louisiana donkere
strepen zichtbaar in het
overigens
zilverwitte gebied; het volgende
satellietbeeld geeft een uitvergroting van dit gebied. De strepen worden
veroorzaakt door natuurlijk
vrijgekomen
olie. De olie dempt de golven, waardoor de
reflecties verdwijnen. Volgens Amerikaanse onderzoekers bieden
satellietbeelden met
zonneglinstering veel
extra informatie over natuurlijke of door
menselijke activiteit op het water terecht gekomen olie, die een zeer
bruikbare
aanvulling vormt op de niet routinematig beschikbare en in sommige
gevallen erg dure radarbeelden vanuit de ruimte.
Bron: NASA/Earth Observatory. |
2: Oliestrepen in een gebied met
zonneglinstering op de Golf van Mexico. De
olie is van natuurlijke oorsprong en lekt
weg uit bronnen boven
oliehoudende sedimenten onder de zeebodem. Uitvergroting van een deel van
het voorgaande satellietbeeld. |
3: Op 7 december 2007 kwam de olietanker
Hebei Spirit bij Zuid-Korea in aanvaring met
een ander schip. Uit het wrak van de tanker
stroomde
meer dan 10.000 ton ruwe olie de Gele Zee in. De kuststrook raakte zo
verontreinigd, dat de Zuid-Koreaanse
regering de noodtoestand uitriep.
Het
satellietbeeld van 11 december 2007, 01:40 UTC toont de Zuid-Koreaanse bodem in lichtere tinten dan de zee; water dat
verontreinigd |
| |
Een methode die deels aan deze verlangens
tegemoet komt, blijkt inderdaad te bestaan.
De Amerikaanse oceanograaf Chuanmin Hu laat
samen
met een aantal collega's in een eerder dit
jaar
in de vakpers verschenen artikel zien
hoe je daarbij te werk kunt gaan. Het idee
ontstond toen Hu op zoek was naar tekenen
van giftige algenbloei, zogeheten rood tij
(zie Zenit december 2005),
in de Golf van
Mexico. Hij bekeek daartoe talrijke,
dagelijks routinematig gegenereerde,
kosteloos beschikbare MODIS-beelden van de
Amerikaanse satellieten Terra en Aqua.
Uit
kleurverschillen in het zeewater hoopte hij
situaties met rood tij te kunnen opsporen.
Op veel van die beelden zijn echter in
sommige delen van het gescande gebied
eventuele door bijvoorbeeld chlorofyl of
biomassa veroorzaakte kleurennuances van het
zeewater niet zichtbaar. Dat komt door het
optreden van zonneglinstering. Het
satellietbeeld van de Golf van Mexico
toont
een voorbeeld.
De door sterke reflecties van
zonlicht in het water overbelichte
delen van
het beeld maken op tintverschillen gebaseerd
onderzoek onmogelijk. Wat veel onderzoekers
met dezelfde belangstelling als Hu betreft
kunnen
de meetgegevens van het overstraalde
zeeoppervlak dan ook zonder meer de
prullenbak in. Hu merkte echter op dat de
zones met zonneglinstering geregeld donkere
stroken bevatten. Overleg met andere
onderzoekers, tevens mede-auteurs van Hu's
artikel, brachten hem op
het spoor van uit
natuurlijke bronnen lekkende olie. |
Ook nu is het daarbij belangrijk dat de olie
de golven op het zeeoppervlak dempt. In het
ene geval wordt de zee ter plekke geschikter
voor het terugkaatsen van zonlicht naar de
satelliet,
in het andere geval juist minder
geschikt. Wel is er steeds een duidelijk
contrast tussen gebieden met
olie en schoner
water. Nu eens is de olie donkerder van tint
(zoals op het openingsbeeld
in natuurlijke
kleuren van de Golf van Mexico en het
blauw-getinte beeld van Libanon en de
Middellandse Zee), dan weer gaat het om
lichtere strepen in een donkerder omgeving
(zoals op het
rood-wit-blauwe beeld van de
Fillipijnen). Hu bestudeerde de
MODIS-satellietbeelden van de Golf van
Mexico uit de meimaanden van negen
opeenvolgende jaren om
te zien of er vaker
dergelijke strepen, en dus oliesporen,
waargenomen konden worden. Van de 200
beelden met zonneglinstering in het
onderzochte gebied, waren er maar liefst 50
waarop dergelijke sporen te zien waren.
Hu
en collega's concluderen dan
ook dat de
zones met zonneglinstering op zichtbaarlichtbeelden in ware kleuren
geschikt zijn voor het detecteren van
oliesporen, ongeacht of het gaat om
olieverontreinigingen of om olie van
natuurlijke oorsprong. De olievlekken moeten
wel minstens enkele honderden meters in
doorsnee zijn om ze op de MODIS-beelden te
kunnen zien.
Voor beelden gebaseerd op
metingen van de Advanced Spaceborne Thermal
Emission and Reflection Radiometer (ASTER),
een instrument dat eveneens op de Terra
wordt meegevoerd, geldt dat overigens niet.
De resolutie van ASTER-zichtbaarlichtbeelden,
zoals die van Libanon en van de Filipijnen,
bedraagt 15 meter, zodat ook kleinere
olievlekken zichtbaar te maken zijn. |
De olievlekken op de oceaan die de
satellieten kunnen waarnemen, vormen slechts
een deel van het levensverhaal van de uit
onderzeese bronnen lekkende olie. Om het
verhaal compleet te maken, moet je ook
bekijken wat er onder water en in de
atmosfeer gebeurt. Dat deden
collega-onderzoekers onlangs in een ander
vaktijdschrift. Hun relaas is samengevat in
het tweede diagram. Linksonder zien we een
oliereservoir waaruit
de olie lekt naar de
zeebodem. Een deel daarvan blijft op de
zeebodem achter; daarnaast stijgen
oliedruppeltjes en gasbellen met
methaan
omhoog
naar het zeeoppervlak. Het methaan lost
deels op in het zeewater; de rest verdwijnt
de atmosfeer in. De olie vormt vlekken,
zoals die
soms vanuit
de ruimte te zien zijn op radarbeelden en -
in de gebieden met zonneglinstering - op zichtbaarlichtbeelden. Uiteindelijk verdampt
de olie of zinkt
voor zover niet onderweg door bacteriën
afgebroken -vijf tot dertig kilometer
verderop terug naar de bodem. Veel schade
treedt daarbij niet op:
planten en dieren in de omgeving zijn eraan
gewend of hebben zich eraan aangepast. Voor
de olie van olierampen
ligt dat heel
anders.
Deze komt terecht in een milieu waar het
niet thuis hoort en waar de planten- en
dierenwereld zich niet op stel en sprong kan
aanpassen. Bovendien breekt
deze olie als
hij langs de kust vermengd
wordt
met modder of sediment, moeilijk af. |
 |
|
Foto-4 |
|
|
 |
|
Foto-5 |
|
|
 |
|
Foto-6 |
|
|
 |
|
Foto-7 |
|
4. In november 2002 verongelukte de tanker
Prestige bij het noordwesten van Spanje. Het
schip brak in tweeën en er vormde zich een
oliespoor
van meer dan 150 kilometer lengte. Ook kwam veel olie op de kust terecht. Op dit radarbeeld van het
getroffen gebied heeft de olie een
donkere tint. Het beeld van 17 november 2002,10:45
UTC is afkomstig van de ASAR op ESA's Envisat. |
5. In de avond van 15 februari 1996 liep de
supertanker Sea Empress vast op de rotsen
bij Carmarthen Bay, een uitstulping van het
Bristol
Channel, op zijn beurt weer en
uitstulping van de Keltische Zee bij Wales. Meer dan 65000 ton ruwe olie kwam in
zee terecht. Zeven dagen
later leverde de Synthetic Aperture Radar (SAR) op de
commerciële Canadese satelliet RADARSAT-1 de gegevens voor dit radarbeeld.
Donkere tinten
duiden op olie; niet verontreinigd zeewater
is aanzienlijk lichter. De tint van het
water waar de olie bezig is te verdwijnen of
waar schoonmaakoperaties in gang zijn gezet neemt een
tussenpositie in. De olie verplaatst zich in
oostelijke richting langs de kust van Wales.
Rechtsboven mondt de Tywi River uit in zee; het in de Carmarthen Bay uitstromende water houdt de olie op
afstand.
Bron: Canadian Space Agency. |
| |
6. Op 11 augustus 2006 zonk de tanker MT
Solar 1 in de omgeving van het Filipijnse
eiland Guimaras (rood). Er stroomde 500.000
liter olie in zee
en de 200 kilometer lange
kust van Guimaras raakte verontreinigd met olie. Het wrak van de tanker bevindt
zich onder water 20 kilometer ten
zuidwesten
van het eiland en midden onder in beeld. De
olie lekt uit het wrak in een langgerekt, wit spoor. Het satellietbeeld is gebaseerd op
metingen van de Advanced Spaceborne Thermal Emission and
Reflection Radiometer (ASTER) op de
satelliet Terra. Vegetatie, zoals aanwezig
op Guimaras en enkele kleinere eilanden, is rood, bewolking
wit. Datum: 29 augustus 2006. Bron: NASA/Earth Observatory. |
7. In de zomer van 2006 ontstond er een
militair conflict tussen Israël en Libanon.
Daarbij raakte onder andere de aan de
Middellandse Zeekust
gelegen Jiyeh-elektriciteitscentrale (niet in beeld, meer naar het zuiden) beschadigd, waarna duizenden tonnen olie in
de Middellandse Zee
terecht kwamen. Doordat
zolang de vijandelijkheden voortduurden geen
opruim- of bestrijdingswerkzaamheden konden worden uitgevoerd,
breidde de olie
zich over grote gebieden uit. Het
satellietbeeld geeft de situatie op 10
augustus 2006. Beiroet en zijn haven liggen langs het van
west naar oost verlopende gedeelte van de kustlijn. Het
land heeft een lichte tint, het zeewater is
donkerder, maar door zonneglinstering toch
lichter van tint dan normaal. Waar olie drijft, zijn de golven gedempt,
treed geen zonneglinstering op en krijgt het
oppervlak de donkerste
tinten. Instrument:
ASTER. Satelliet: Terra. Bron: NASA/Earth Observatory. Literatuur: |
| |
| Bron:
Kees Floor - Het weer op satellietbeelden |
|
|
|
|
|
