De Waddenzee is een intergetijdenlandschap van eb en vloed dat zijn gelijke in de wereld niet kent. Een gebied met unieke ecosystemen en een rustplaats voor miljoenen trekvogels. Maar zijn de Wadden bestand tegen zeespiegelstijging of gaat het landschap langzaam maar zeker verloren?

Ongeveer 30 jaar geleden maakte ik een van mijn meest indrukwekkende wandeltochten. We startten met een groep vanaf het vasteland en liepen ongeveer 10 km, tijdens laag water, naar Ameland. De tocht ging door modderige slikken waarin onze schoenen vast bleven zitten, en over onbetreden net drooggevallen zandige platen. We waadden door ondiepe getijdengeulen terwijl we onze kleren droog hielden in pakketjes boven ons hoofd. Omringd door vogels konden we in de verte plukjes vegetatie en kleine duinen zien op drooggevallen ondieptes die langzaam tot eilanden wilden groeien. Zeehonden lagen te rusten op de platen. De zon verbrandde ons en we bereikten het eiland vier uur ploeteren, behoorlijk uitgeput. Tegen die tijd waren onze sporen al uitgewist door het opkomende tij.

Stijgende zeespiegel

Dit jaar wil ik eenzelfde tocht te maken met mijn kinderen. Dat zal ze goed doen, zo’n confrontatie met een niet-virtuele wereld. Ze zullen de tocht zeker volbrengen en vieren als we het eiland bereiken. De vraag is of hun kinderen nog eenzelfde tocht kunnen maken.

De Wadden worden bedreigd door een stijgende zeespiegel. De vraag is hoe snel dat gebeurt onder versnelde zeespiegelstijging. Om te overleven moet het systeem van geulen en intergetijdenplaten meegroeien en ophogen. Daarvoor is de aanvoer van sediment door de zeegaten tussen de eilanden cruciaal. Als dat sediment niet snel genoeg neerslaat, kunnen de platen langzaam verdwijnen en uiteindelijk ‘verdrinken’. Ze komen permanent onder water te staan. Daardoor verdwijnt het karakter van het Waddengebied en de wandelroute naar de eilanden.

Geulen Westerschelde

Geulen op de Hooge Platen in de Westerschelde (Foto: Mick van der Wegen)

Intergetijdengebied

Wereldwijd vormen intergetijdengebieden een belangrijk deel van de kustlijn. Zandige stranden zijn misschien wel het meest bekend. Twee keer per dag moet je je zandkasteel aan de laagwaterlijn opnieuw bouwen, omdat de opkomende vloed alles overstroomt. Ook in riviermondingen of door eilanden afgeschermde getijbekkens bevind zich zo’n intergetijdengebied. Deze gebieden zijn meer beschut tegen directe golfslag vanuit zee, waardoor ondieptes ophogen met zand en slib. Daardoor vormen zich uitgestrekte platen die twee keer per dag overstromen door het getij.

De Waddenzee omvat een van de grootste aaneengesloten intergetijdengebieden ter wereld. Ze herbergt ecosystemen van slib en zand met onder andere schelpdieren, wormen en algen. Hierdoor is het een belangrijk foerageergebied voor trekvogels. Platen grenzen vaak aan begroeide kwelders of schorren. Begroeid intergetijdengebied heeft een zeer hoge capaciteit voor de opname koolstofdioxide uit de atmosfeer die wordt omgezet in organisch materiaal (planten). Daarnaast dempt de vegetatie golven. Een begroeide vooroever is een extra verdedigingslinie tegen de golven en vermindert de druk op de dijken.

De zeespiegelstijging zoals we die nu verwachten, is voor mensen ongekend. Afgelopen eeuw was de stijging zo’n 20 centimeter per eeuw, maar algemeen wordt verwacht dat de stijging versneld toeneemt. Die stijgingstoename is met onzekerheid omgeven, maar volgens het Klimaatbureau van de Verenigde Naties, IPCC, is dat voor de komende eeuw ongeveer tussen de 25 en 90 centimeter. Er bestaan nauwelijks gegevens over de manier waarop intergetijdengebieden reageren op een versnelde stijging.

Onderzoeksmodellen

Als wetenschapper gebruik ik modellen om toch een voorspelling te kunnen doen. De eerste stap in het onderzoek is om vertrouwen te krijgen in de modellen en de uitkomsten te vergelijken met gemeten historische bodemontwikkelingen. Bodemveranderingen gaan over het algemeen langzaam. Er zijn dus datasets over een lange termijn, een periode van meer dan 100 jaar, nodig om met modeluitkomsten te vergelijken.

De gebruikte modellen zijn complex en vergelijkbaar met modellen voor de weersverwachting. Ze beschrijven processen zoals waterbewegingen door getij en golven, sedimenttransport en bodemveranderingen op een tijdschaal van minuten en met een ruimtelijke resolutie van ongeveer 100 meter. Dat levert zeer gedetailleerde informatie op.

Ossenisse in de Westerschelde

Zicht op de platen van Ossenisse in de Westerschelde, (Copyright: Beeldbank Rijkswaterstaat)

Westerschelde en San Francisco

De afgelopen jaren heb ik met mijn onderzoeksgroep bij IHE Delft nauw samengewerkt met Deltares en USGS in Californië, het federale onderzoeksinstituut dat zich bezighoudt met landschap, leefomgeving, milieu en water in de Verenigde Staten. Het is gelukt om onze modellen te valideren ten opzichte van twee unieke lange termijn datasets die er wereldwijd bestaan, namelijk die van de Westerschelde (1860-2019) en van San Francisco Bay (1856-1983).

Hieruit bleek dat de gemodelleerde patronen en hoeveelheden van aanzanding en erosie over meer dan honderd jaar goed overeenkomen met de waargenomen patronen en volumes. Die modellen voor de Westerschelde en San Francisco Bay blijken dus betrouwbaar.

San Francisco Bay

San Francisco Bay (foto Mick van der Wegen)

Toekomstvoorspelling

De tweede stap in mijn onderzoek bestaat uit een toekomstvoorspelling door het toevoegen van de verwachte versnelling van de zeespiegelstijging. Het was spannend om de verschillende scenario’s voor de stijging van de zeespiegel los te laten op de modellen. Mijn geduld werd behoorlijk op de proef gesteld. De berekeningen duurden weken, zelfs op supercomputers van SURFsara. De uitkomsten waren schokkend maar robuust.

Verschillende scenario’s voor zeespiegelstijging in verschillende gebieden leidden tot dezelfde uitkomst: het intergetijdengebied verdwijnt langzaam maar zeker. Dit is vooral het geval in situaties waarin systemen niet landwaarts kunnen opschuiven doordat ze begrensd zijn door dijken, zoals bij de Waddenzee en de Westerschelde.

Traagheid in het systeem

De berekeningen laten zien dat er ‘traagheid’ in het systeem zit. Hoewel het gebied meegroeit, loopt de opbouw van de platen achter op de zeespiegelstijging. De platen hogen op door afzettingen van sediment, maar het intergetijdegebied vermindert toch. De snelheid waarmee dat gebeurt, hangt af van lokale omstandigheden zoals sedimenttoevoer, sedimentkarakteristieken (zand/slib), de lokale golfslag, getijverschil en het mate van de zeespiegelstijging.

Slibbig intergetijdengebied zoals in San Francisco Bay, vergelijkbaar met platen in de Westerschelde, verdwijnt bijvoorbeeld compleet in de modellen bij een stijging van 1.67 meter in een eeuw. Een andere studie toont aan dat zandige platen, zoals die in een groot deel van de Waddenzee voorkomen, 10-20 procent intergetijdengebied verliezen onder 1 meter stijging in een eeuw.

Getijdengeulen Waddenzee

Om te overleven moet het systeem van geulen en intergetijdenplaten meegroeien en ophogen (Foto: Mick van der Wegen)

Kwetsbaarheid van de Waddenzee

Ik heb afgelopen jaren met onderzoek in San Francsico Bay aangetoond dat mijn methodiek en modellen werken. Verder onderzoek is nodig om te bestuderen in welke mate deze conclusies voor het Waddengebied gelden, welke gebieden in de Wadden het meest kwetsbaar zijn en in welke gebieden eventueel ingegrepen kan worden door extra aanvoer van sediment. De Waddenzee heeft slibbige en meer zandige platen die waarschijnlijk anders reageren op scenario’s van zeespiegelstijging. De locatie van de platen is ook belangrijk. De zeegaten tussen de eilanden voeren sediment aan en platen die in de buurt van de zeegaten liggen zullen daardoor sneller kunnen ophogen.

Modelresultaten zijn slechts indicaties van wat komen gaat. Als wetenschapper ben je nooit zeker, maar wat betreft de Waddenzee staan veel seinen op rood. Zeespiegelstijgingscenario’s worden in nieuwe studies vaak naar boven bijgesteld, waardoor de kans op snellere en hogere zeespiegelstijging toeneemt. Het Waddengebied lijkt daarbij te groot en te complex om met menselijk ingrijpen extra sediment aan te voeren en te suppleren, zoals dat nu voor onderhoud aan de stranden aan de Hollandse kust gebeurt.

Westerschelde

Gemodeleerde en gemeten erosie en sedimentatiepatronen in de Westerschlde over 110 jaar (uit: Dam et al. 2016)

Het is verleidelijk te filosoferen over mogelijke implicaties. Een verdronken Waddenzee dwingt tot hogere dijken in Noord-Holland, Groningen, Friesland en aan de landwaartse kant van de Waddeneilanden, omdat de waterstand stijgt en zich hogere golven ontwikkelen die niet meer breken op de platen. Maar bovenal gaat op termijn wellicht een uniek natuurgebied verloren.

Zover is het nog lang niet. Ik boek een wadloopwandeling en ik vertrouw erop dat nog een keer te kunnen doen met mijn kleinkinderen. Tegen die tijd zal het hopelijk duidelijker zijn wat de zeespiegel gaat doen en of hun kleinkinderen nog naar een Waddeneiland kunnen lopen.

Hoofdfoto: Bezoek aan de Hooge Platen in de Westerschelde (Foto: Mick van der Wegen)