Land uit zee: groeiende zandplaten in de Waddenzee
Op verscheidene plekken in de Waddenzee zijn zandplaten aan het groeien en kleine eilandjes aan het worden. Zo ook het Rif, de zandplaat ten noorden van de Engelsmanplaat, aangegeven in de onderstaande Sentinel-2 satellietfoto.
De hoogte van de zandplaten ten opzichte van de zeespiegel is cruciaal voor hun groeifasen. 10 centimeter hoogtevariatie kan al een wereld van verschil zijn, zelfs al zijn ze horizontaal kilometers groot. De huidige gemiddelde hoogte van de zeespiegel in Nederland is grofweg 8 cm NAP (bron: CLO). Dit is belangrijk voor de rest van het verhaal, aangezien alle hoogtes in NAP zullen worden uitgedrukt. Variaties in de zeespiegelstand in de afgelopen 10 jaar zijn verwaarloosbaar.
De Engelsmanplaat zelf is een hoge zandplaat van 100 cm NAP, die bij redelijk veel tijen onder water loopt. Deze maand (september 2020) is het hoogste hoogwater in Lauwersoog 147 cm NAP en het laagste 79 cm NAP (bron: Rijkswaterstaat). De Hiezel, de hoge rand aan de oostkant van de Engelsmanplaat, is tussen de 150 en 160 cm NAP hoog (LIDAR meting uit najaar 2018), ook al verandert dit ieder jaar. In principe blijft de Hiezel dus bij alle tijen droog. Vaak is er verhoging door wind, waardoor het toch onder loopt. Deze 160 cm is ook grofweg het maximum wanneer al het zand wordt aangevoerd door de branding. Hoger gaat niet, want dan is de zandplaat het grootste gedeelte van de tijd droog en kunnnen de brekende golven geen zand op de plaat afzetten. Sedimentatie in de branding zorgt dan alleen voor groei in de breedte.
Boven de ~160 cm NAP komt er een tweede, aeolische zandaanvoer op gang: omdat het zand het grootste gedeelte van de tijd droog blijft, kan het gaan stuiven en barchaanduinen vormen. Dit kan alleen als de zandplaat ook over een groot genoeg horizontaal vlak droog is, zodat er veel droog zand is dat de barchanen kan voeden. De foto hieronder van het Rif in 2010 laat zulke barchaanduintjes goed zien.
Deze onbegroeide barchaanduinen zorgen voor hoogtevariaties die zo'n 35 cm uitsteken boven het oppervlak en daardoor hoog genoeg zijn voor de volgende fase: begroeiing. Op een zandplaat met een hoogte van ~160 cm NAP met barchanen er bovenop gaat biestarwegras zich vestigen. Deze plant kan vrij goed gedijen in deze barre omgeving met veel zout water, maar heeft af en toe wel zoet water nodig. De hoogte en breedte van de zandplaat moet daarom voldoende zijn om een zoetwaterbel onder het oppervlak te waarborgen. Het biestarwegras vormt pollen en grote wortelstelsels, waardoor ze stuivend zand beter vasthouden. Op het Rif hebben zich op deze manier sinds ~2011 embryonale duintjes van wel 100 cm hoog gevormd. Zie bijvoorbeeld de foto hieronder van augustus 2018.
Het effect van deze duintjes is ook goed te zien van boven. Hieronder een LIDAR hoogtekaart uit najaar 2018 van de NAM voor de monitoring van de bodemdaling door de gaswinning onder de Waddenzee. Hier heb ik ingezoomd op het Rif. De kleuren gaan vanaf 100 cm NAP en daaronder (zwart) naar 200 cm NAP (wit), de maximumhoogte van de metingen. Het witte vierkant boven en de witte kringel midden-onder zijn plekken waar geen data beschikbaar is. De horizontale resolutie is 1 m. Aan de noordwest zijde van het Rif zijn stukken te zien die boven het meetmaximum van 200 cm NAP uit komen. Daarnaast zijn aan de noordoost zijde veel witte stipjes te zien van hoge pollen biestarwegras.
Nu zou het interessant zijn om te zien hoe deze biestarwegras pollen zich uitbreiden of wegspoelen. De LIDAR metingen van de NAM zijn nooit erg recent vanwege de hoeveelheid voorbewerking die de ruwe metingen nodig hebben. Daarnaast zijn de individuele pollen niet altijd goed te onderscheiden. De website satellietdataportaal.nl biedt echter uitkomst. De Nederlandse overheid stelt hier satellietfoto's die zij heeft ingekocht, beschikbaar. Van de afgelopen paar jaar zijn er veel satellietfoto's van Superview, met een resolutie van 50 cm in RGB en NIR banden (d.m.v. "pansharpening"). Hieronder een voorbeeld van zo'n foto (27-8-2019):
In de rechter helft van de foto zijn patronen van opgestoven zand te zien in lager gelegen, donker en nat zand. Deze hebben grillige vormen, maar staan wel altijd loodrecht op de dominante windrichting uit het zuidwesten. Een mooi voorbeeld van de aeolische aangroei van het Rif! Als we op de hoge delen van het Rif op inzoomen, zijn de pollen net aan te zien als groene stipjes op langgerekte, ZW-NO georiënteerde duintjes (parallel aan de dominante windrichting).
Na veel werk heb ik een algoritme kunnen schrijven dat uit deze foto de biestarwegras pollen kan herkennen zonder al te veel foutieve detecties. Deze duintjes zijn in onderstaande foto aangegeven met rode stippen.
Er zijn grofweg vier clusters van biestarwegras pollen te vinden aan de westzijde, en een aan de oostzijde. Tussenin zijn er veel losse embryonale duintjes verspreid. Helemaal aan de oostpunt is een rij van stippen te zien. Dit zijn de laatste pollen die op de oostpunt staan door erosie vanwege de naar het zuiden bewegende zandplaat ten noorden van het oost-Rif (het proto-Oostrif) en de daartussen gelegen slenk. Vroeger was het aandeel van embryonale duintjes aan de oostkant van het Rif veel groter, waardoor hier ook de meeste sterns aan het broeden waren. De laatste tijd begint dit meer op te schuiven naar het westen, als reactie op de groei van de duintjes aan de westzijde en erosie aan de oostzijde.
Het doel is om uiteindelijk een serie van zulke afbeeldingen te maken om de veranderingen van embryonale duintjes op het Rif goed in kaart te brengen. Het toepassen van dit duin-detectie algoritme op andere satellietopnames is nog een werk apart, omdat iedere foto vaak compleet anders is en soms duintjes nóg minder goed zichtbaar zijn. Een onderwerp voor een volgende blogpost!
