“Een kale vlakte, zonder vegetatie of vogels”, herinnert Anne Ton zich haar eerste veldwerkbezoek aan de Marker Wadden. Ze moest een helm op, omdat het officieel nog een bouwterrein was. Inmiddels is het met zand en slib uit het Markermeer aangelegde natuurgebied helemaal begroeid en vormt een broedplaats voor allerlei vogelsoorten, die soms al tientallen jaren niet in ons land gezien werden. “Het landschap verandert van dag tot dag, fascinerend.” Ton onderzoekt de stromingen rondom de Marker Wadden en de zandige versterking van de Houtribdijk. “We ontdekken nieuwe werelden. Letterlijk, als in werelden die er eerst niet waren, maar ook in die zin dat we bestaande verschijnselen nu voor het eerst meten en in kaart brengen.”
Matthieu de Schipper deelt die fascinatie voor het veranderende strand. Hem vond je de laatste jaren vaak bij de Zandmotor, het opgespoten schiereiland dat de kust van Zuid-Holland verstevigt. “Wind, golven en stromingen hebben vrij spel, dus als je er een maand niet geweest bent, is er zoveel veranderd”, vertelt hij. “Best spannend, want wat is er precies gebeurd? En is er misschien ingrijpen nodig om te zorgen dat het er straks nog ligt? Je moet het leuk vinden om daar chocola van te maken.”

Veldwerk is soms afzien

Het betekent veel veldwerk en flink wat pionieren. “We doen metingen om te kijken hoe stromingen en golven het zand in beweging brengen, maar daar is geen standaarduitrusting voor. Dus vaak vragen we het uiterste van beschikbare apparatuur, of bedenken zelf iets”, vertelt De Schipper. Zijn grote voorbeeld wat dat betreft is Walter Munk, bekend als de Einstein van de oceaan: “Hij ontdekte in de jaren vijftig hoe golven tussen Antarctica tot Noord-Europa bewegen. Daar gebruikte hij enorme machines voor waar prints uitkwamen gelijk aan aardbevingsmetingen. Dat was toen nét mogelijk.” De Schipper maakt dankbaar gebruik van goedkope moderne elektronica. “Drijvertjes met gps uitrusten om bodemopnames te doen is tegenwoordig zo goedkoop dat je er 20 kunt inzetten tegen vroeger één.”
Zulke apparatuur moet wel een beetje robuust zijn. Net als de veldwerker zelf: “Als je een meetcampagne plant, weet je niet of er volgend jaar net in die periode ijspegels aan je neus hangen”, zegt De Schipper. Ton herkent dat: “Ik ga vaak zelf het water in, dus als de golven te hoog zijn, moet je toch een ander moment kiezen.”

Ze hebben het incidentele afzien er graag voor over. Beiden werden in hun studietijd gegrepen door de vraag wat de kusten drijft. “Eerst was ik heel enthousiast over grote waterbouwprojecten als bruggen en dammen. Toen ontdekte ik de kustwaterbouwkunde, en de leer van hoe zand en water bewegen”, vertelt De Schipper. Het onderwerp heeft hem nooit meer losgelaten; tegenwoordig inspireert hij als universitair hoofddocent nieuwe generaties, waaronder Ton: “Matthieu was een van de docenten kustwaterbouw die gepassioneerd over hun werk vertelden. Wow, dat wil ik ook gaan doen, was mijn reactie.” Die aha-ervaring zien ze ook weer terug bij hun huidige studenten. De Schipper: “Tijdens het veldwerk zie je dezelfde verwondering over de kust bij ze ontstaan: hé, dit is gaaf. Dat is heel motiverend.”

Hoe kustingrepen worden opgenomen in het natuurlijke systeem, is een van de kernvragen in het onderzoek van De Schipper. “Als een strand of oever verbreed wordt voor betere bescherming tegen overstromingen, willen we weten hoe het zand zich gaat verspreiden. Door dit op verschillende plekken te onderzoeken, krijgen we er een steeds beter beeld van. Daarmee kunnen we zulke ingenieursingrepen zo ontwerpen, dat we er het meeste profijt van hebben, qua veiligheid maar ook qua ecologie en recreatie.” De Zandmotor is met zijn luwtezones aantrekkelijk voor kustvogels, bodemdieren en vissen, en trekt ook veel menselijke bezoekers.

Ecologie speelt ook een grote rol bij de versterking van de Houtribdijk, ooit aangelegd voor de inpoldering van het Markermeer. “Dat ging niet door, maar zonder aanvoer van vers water bleef er een relatief dood meer over”, vertelt Ton. Toen de Houtribdijk enkele jaren geleden moesten worden versterkt, werd besloten dat op een ‘zachte’ manier te doen. Er werden brede oevers aangelegd van zand uit het meer zelf; het slib dat bij de zandwinning vrijkwam werd gebruikt voor de aanleg van een natuurgebied. Dit is het Trintelzand met zandplaten, ondieptes en moerasgebieden. “Het is aangelegde natuur, maar voor het toch al onnatuurlijke Markermeer is het een hele upgrade.”

Om dat in stand te houden is het zaak het nieuwe gebied goed te begrijpen. “We kwamen erachter dat stromingen door het hele meer de stranden langs de dijk beïnvloeden. Voor de veiligheid van de dijk die erachter ligt, moet je dus uitzoomen en het volledige systeem monitoren”, vertelt Ton. “We hebben daarom onder meer golven en stromingen aan beide kanten van de dijk gemeten.”
Stranden in een meer zonder getij zijn sowieso wetenschappelijk onontgonnen gebied. “Het is een beetje een niche-onderwerp. Maar inmiddels weet ik dat er veel overeenkomsten zijn met zogenaamde low-energy stranden, waar ze onder meer in Australië onderzoek naar doen. Daar zijn ze nu ook heel geïnteresseerd in hoe onze Markermeer-stranden zich ontwikkelen. Tot voor kort was hier namelijk nog maar weinig kennis over.”

Satellietobservaties

Nieuwe technologie biedt daar nieuwe mogelijkheden toe. “We kwamen elke drie maanden bij de Marker Wadden. Je bent blij als je alle metingen daar weer achter de rug hebt”, vertelt Ton. “Een van mijn studenten houdt zich met satellietbeelden bezig en kwam met foto’s van het hele eiland van om de twee weken. Daar zie je dan geen waterdiepten op, maar de waterlijn kun je wel zien. Dat is waardevolle informatie waar je relatief weinig moeite voor hoeft te doen.” De komende jaren zal het vakgebied zich zo nog veel verder uitbreiden, voorspelt De Schipper. “We hebben nu vooral informatie over kusten waar we zelf makkelijk komen. Met de opkomst van satellietobservaties kunnen we straks in een keer heel grote gebieden bekijken, ook afgelegen of slecht bemeten regio’s. In combinatie met tools als machine learning, kan dat een hele nieuwe bloeiperiode inluiden.”

Eén grote onbekende zou De Schipper nog wel willen oplossen: “Iedere dag verplaatsen zich enorme hoeveelheden zand voor de kust. Zand dat net onder water ligt, kruipt langzaam het strand op of zakt langzaam weer terug. We kennen al wat basisprincipes. De grote suppleties of zo’n nieuw strand zijn namelijk voorbeelden van wat ze in de ecologie manipulatieve experimenten noemen. We brengen het natuurlijke systeem een beetje uit evenwicht om te kijken wat er gebeurt”, legt hij uit. Voor zijn gedroomde experiment zou hij over honderden meters kust zand neerleggen, dat op een of andere manier gelabeld is. “Op die manier kunnen we dat zand op korrelniveau volgen, zodat we zien waar het zand dat we neerleggen precies terechtkomt en op welke tijdschaal.”
Die kennis is van belang, want oplossingen voor kustonderhoud worden nu nog voorgesteld op basis van ervaring. “We zien dat het globaal werkt, maar we kunnen er nog geen precieze berekeningen voor maken. Met numerieke modellen zouden we dit soort projecten op verschillende plekken in de wereld veel makkelijker kunnen uitvoeren.”

Zacht versus hard

Bouwen met de natuur als exportproduct dus, zoals ook nu al succesvol gebeurt. Toch doet een aspect van die typisch Nederlandse aanpak wel eens de wenkbrauwen fronsen. “Ecologen in het buitenland vinden het soms een gotspe hoe we in Nederland natuur maken. Dat hóórt niet”, zegt De Schipper. “Ik vind die maakbaarheid juist mooi. En wat is dan echte natuur?” Ton: “De combinatie van stenen en natuur is juist interessant en kan elkaar zelfs versterken. Kijk maar naar hoe de ecologie zich ontwikkelt bij de Houtribdijk.” Behalve mogelijkheden om de kustlijn ecologisch meer divers te maken, is er op lange termijn nog een voordeel. De Schipper: “Het ophogen van dijken gaat gepaard met hoge kosten en emissies. Zachtere oplossingen zijn veel makkelijker aan te passen aan veranderende omstandigheden als zeespiegelstijging of nieuwe ecologische inzichten.” En dat is een groot goed in deze tijden van klimatologische onzekerheid.