Nieuws
Licht verraadt de herkomst van een zandkorrel
Een zandkorrel die langere tijd ligt ingegraven in een aardwerk of op de zeebodem, bouwt een lichtsignaal op. Dit luminescentiesignaal gebruiken wetenschappers om te bepalen hoe lang deze zandkorrel al ingegraven is. Met een nieuwe uiterst gevoelige camera, kunnen ze deze signalen tot op de korrel nauwkeurig fotograferen. Hiermee proberen zij zelfs te bepalen waar de zandkorrel vandaan komt en hoe deze zich over de zeebodem verspreid heeft.
Een begraven zandkorrel bouwt een lichtsignaal op door de aanwezigheid van een lage dosis radioactieve omgevingsstraling die van nature voorkomt. Het luminescentiesignaal in de zandkorrel komt vrij zodra er licht van buiten bijkomt. Daarom is het belangrijk dat er geen licht bijkomt, totdat de monsters naar Wageningen gebracht worden voor analyse in het Netherlands Center for Luminescence dating (NCL).
Doka voor zandkorrels uit de Waddenzee
Dit laboratorium ziet eruit als een soort doka. Maar in plaats van foto’s ontwikkelen, analyseren wetenschappers er zandkorrels. In het laboratorium wordt de begraven zandkorrel voor het eerst weer blootgesteld aan licht. Daar komt het luminescentie signaal bij vrij. Door te meten hoeveel licht er vrijkomt, kunnen wetenschapers inschatten wanneer de zandkorrel begraven is.
Dit geeft informatie over de leeftijd van een aardwerk, maar promovenda Anna-Maartje de Boer gebruikt deze techniek om de spreiding van zandsuppletie in de Waddenzee te achterhalen. “In 2018 is in de getijdedelta tussen de Waddeneilanden Terschelling en Ameland, 5 miljoen m3 zand aangevoerd als onderdeel van een groter zandsuppletieprogramma om de kustlijn te beschermen. We gebruiken luminescentie techniek in combinatie met modellen, om de verspreiding van de suppletie in kaart te brengen en te begrijpen welke fysieke en ecologische effecten dit heeft op het kustsysteem. Hierin werken we samen met de TU Delft en het NIOZ.”
Uiterst gevoelige camera
Met het onderzoeksteam TRAILS heeft De Boer sedimentmonsters genomen op verschillende plekken in de Waddenzee. Terug in het laboratorium, maakt een uiterst gevoelige camera foto’s van de fotonen (lichtdeeltjes) die een zandkorrel uitstraalt als het onder gecontroleerde omstandigheden aan licht blootgesteld wordt. De luminescentie signalen van suppletiezand en lokaal Waddenzee zand, worden vergeleken en zouden van elkaar moeten verschillen, aangezien de zandkorrels een andere sedimentatiegeschiedenis met zich meedragen. Het identificeren van suppletiekorrels in een hap zand uit de Waddenzee is de basis van luminescentie traceren.
De camera die gebruikt wordt om zandkorrels te analyseren, is speciaal voor dit project aangeschaft. De conventionele methode stimuleert korrel voor korrel en meet met een PMT (Photon Multiplier Tube), daarbij telt het het aantal fotonen (lichtdeeltjes) die vrijkomen, terwijl de camera beelden maakt van het licht dat uitgezonden wordt door maximaal 100 zandkorrels per meetdisc. Software analyseert deze beelden en haalt hier een bepaalde waarde uit. Op deze manier kunnen wetenschappers nog sneller en nauwkeuriger in kaart brengen wanneer een zandkorrel voor het laatst licht gezien heeft en vooral uit welke populatie de zandkorrel komt.
Het opsporen van de zandsuppletie is dan ook niet het enige doel van het project. “We zijn continu bezig om de methode en techniek achter luminescentie verder te ontwikkelen. De nieuwe camera geeft ons ook de mogelijkheid om thermoluminescentie signalen per zandkorrel te bestuderen; dit luminescentie signaal wordt niet door licht maar door temperatuur gereset.”
NCL laboratoriummanager Alice Versendaal (links) en promovenda Anna-Maartje de Boer installeren de camera.