Ver in de verbeelding

Toen de gletsjers in Noord-India krompen en in de lente de velden van de boeren niet meer bereikten, gebruikte de Indische ingenieur Sonam Wangchuk zijn verbeelding om het probleem om te lossen. Wat de Italiaanse geoloog en speleoloog Francesco Sauro allemaal aantreft in grotten waarin hij afdaalt, tart dan weer elke verbeelding. Beide ontvingen ze een Rolex Award for Enterprise.

In partnership met Rolex

De mechanische ingenieur Sonam Wangchuk noemt zich ‘een oplosser van problemen’. Hij is afkomstig van en woont in het Leh-district in Ladakh, een regio bijna zo groot als Portugal in het noorden van India. Daar kampten de landbouwers met een acuut watertekort als gevolg van de klimaatverandering. Wangchuk hielp hen uit de nood met een even geniale als eenvoudige uitvinding. Hij ontving er in 2016 een Rolex Award for Enterprise voor.

Het kleine Tibet

Ladakh strekt zich uit op een plateau op grote hoogte, met uitschieters tot boven 3000 meter. In het noorden grenst het aan het Kunlun-gebergte, een van de langste bergketens van Azië. In het zuiden wordt het geflankeerd door de hoge bergen van de Himalaya. Bekend als ‘het kleine Tibet’ is Ladakh een zogenaamde ‘koude woestijn’, wat betekent dat de zomers er heel heet en de winters er heel koud zijn.

Er wonen zo’n 274.000 mensen in de regio, verspreid over ongeveer 200 locaties. Vooral in de hoogste gebieden leven ze van landbouw en veeteelt. In de lente rekenden de landbouwers op de waterbevoorrading van smeltende gletsjers. In de bergen ligt in die regio een massa ijs opgeslagen die 69 procent van de voorraad vers water van de planeet bevat. De sleutel van alle leven in die streek, volgens Wangchuk.

De gletsjers krimpen

In Ladakh is de uitstoot van broeikasgassen onbeduidend. Toch steeg de gemiddelde temperatuur er sinds 1980 met 2° Celsius. Voor een verderzetting van het leven in aanvaardbare omstandigheden wordt dat algemeen beschouwd als de maximaal toelaatbare stijging.

Niettemin heeft de klimaatverandering voor Ladakh nefaste gevolgen. De gletsjers krimpen. De regio kampt met onregelmatige regenval (in 2010 vielen er 255 doden bij overstromingen), afgewisseld met perioden van lange droogte, die samenvallen met het zaaiseizoen. Het water van de gletsjers bereikte de boeren pas in de zomer. Vooral zij die hoger dan 3500 meter wonen, worden geconfronteerd met acute waterschaarste.

De ‘Iceman’ mislukte

Hoewel, acuut? Twee decennia geleden al boog gepensioneerd burgerlijk ingenieur Chewang Norphel, nog een inwoner van Leh, zich over de dreiging van de wijzigende klimatologische omstandigheden voor de lokale mensen. In de bergen bouwde hij in schaduwzones op verschillende hoogte dijken. Die zouden als kleine dammen functioneren en in de winter het water van de bergrivieren opvangen en stockeren. Norphel wilde een soort kunstmatige, horizontale gletsjers aanleggen en daarin het water als ijs bewaren tot de lente aanbrak. Dan zou het ijs smelten en zou hij het naar de velden kanaliseren om daar de gewassen (gerst, appels en andere oogsten) te bevloeien.

Alleen, zo hoog in de bergen en ver van het dorp werken vergde veel en grote inspanningen en vaak verdampte het water nog voor het kon worden gebruikt. De ‘Iceman’, zoals Norphel in de streek bekend staat, besloot om de hulp van zijn collega Sonam Wangchuk in te roepen. Wangchuk zag het probleem van Norphel als een persoonlijke uitdaging: hoe kon hij het water van de winter verzamelen in de vallei zelf – dus veel lager dan waar Norphel zijn activiteiten ontplooide – en het daar bevroren houden tot de landbouwers het in de lente nodig hadden?

Ijstorens in de woestijn

Sonam Wangchuk brak er zijn hoofd over. Plotseling kreeg hij het idee om een kunstmatige gletsjer te bouwen die de vorm had van een stoepa, de boeddhistische schrijnen die je veel aantreft in Zuidoost-Azië. Ze zijn kegelvormig of hebben een koepel, waardoor aan de bovenzijde een minimum aan oppervlakte aan de zon wordt blootgesteld. Zou zo’n vorm volstaan om het smelten van het ijs maandenlang uit te stellen?

In 2014 begon Wangchuk zijn eerste prototype van een ijsstoepa te bouwen in samenwerking met een groep jonge mensen van de Students’ Educational and Cultural Movement of Ladakh (SECMOL), een organisatie die hijzelf in 1988 stichtte. SECMOL richtte intussen een school op, die speurt naar kansen voor de jeugd in de regio. Wangchuk gelooft dat onderwijs en leefmilieu hand in hand gaan. Hij wil jongeren uit de Himalaya en daarbuiten engageren voor ecologische oplossingen voor bergachtige gebieden. ‘Het is alleen maar door jonge mensen op te leiden en ze de problematiek van het leefmilieu in de bergen bij te brengen, dat we de toekomst van de aarde in goede handen overlaten’, zegt hij.

Smeltwater door de pijplijn

De ijsstoepa was het belangrijkste, maar niet het enige onderdeel van het plan van Sonam Wangchuk. Hij moest ook een pijplijn van 2,3 kilometer aanleggen tussen een gletsjer en het dorp Fiang waar hij zijn ijstoren wilde opzetten. Met crowdfunding vergaarde hij daarvoor 125.000 dollar.

Dit was het plan van Wangchuk. In januari en februari wilde hij het water dat van en uit de bergen naar beneden stroomt en dat niemand nodig heeft en dus ook niemand gebruik, via de pijplijn naar de plaats brengen waar hij de ijsstoepa wilde oprichten. Op die plek aangekomen draait de pijplijn in een verticale sectie. Bij het openen van de pijplijn spuit het smeltwater omhoog. Als gevolg van het principe van de communicerende vaten probeert het de hoogte te bereiken van het punt waar het werd opgevangen. Onder grote druk wordt het water ’s nachts losgelaten, bij temperaturen van -20° of zelfs -30° graden Celsius. Het water schiet krachtig omhoog als een fontein of een geiser, maar de druppels bevriezen onmiddellijk. Ze vormen een bevroren waterval, een piramide van ijs rond een structuur van boomstammen en takken.

‘Er is geen elektriciteit of andere vorm van energie voor vereist’, legt Wangchuk uit. ‘De enige kracht die nodig is om het te doen werken, is de zwaartekracht.’

Oases van hoop

Het plan werkte. In 2015 installeerde Sanom Wangchuk zijn eerste ijsstoepa. Hij bereikte een hoogte van bijna 20 meter en bleef bevroren tot april. Dan begon het ijs gedurende een periode van twee maanden traag te smelten – tot in juni de natuurlijk smeltende gletsjers de velden bereikten en de taak van de stoepa overnamen en voor vers water zorgden. Op dat ogenblik was de ijsstoepa zo goed als gesmolten. De ijsstoepa van Fiang leverde anderhalf miljoen liter water aan een plantage van 5000 populieren, die opgroeiden tot een oase van hoop.

Met de steun van Rolex vatte Wangchuk in 2016 zijn nieuwe uitdaging aan: 20 ijskegels bouwen van elk 30 meter hoog. Daarna, zodra het nieuwe irrigatiesysteem geïnstalleerd was, rolde hij een substantieel programma van boomplanting in de woestijn, vlakbij de school, uit.

Toegepast in Zwitserland

Zo vormt Wangchuk de regio, die vanwege zijn ijsvoorraden soms ‘De Derde Pool’ wordt genoemd, om tot een groen gebied. Maar de ijsstoepa’s zijn niet alleen in Ladakh toepasbaar. De uitvinding van Wangchuk kon in vele delen van de wereld op een grote belangstelling rekenen. In 2019 werd de eerste ijsstoepa gebouwd in de Zwitserse Alpen. En in 2020 vermeed Wangchuk de overstroming van een ijsmeer in de Indische deelstaat Sikkim door het niveau te doen dalen met de aanleg van leidingen.

De schoonheid van mijn concept ligt in de eenvoud ervan, herhaalt Wangchuk. Maar zoals die andere grote uitvinder Leonardo da Vinci al stelde: eenvoud is de ultieme vorm van verfijning.

Grotten, het archief van de tijd

Het verborgen rijk van grotten opent een nieuwe wereld voor wetenschappers en ontdekkingsreizigers. De Italiaanse speleoloog Francesco Sauro wijdt zich aan een levenslange missie: de ontdekking van miljoenen jaren oude mysteries in de onderwereld van de aarde. In grotten bereidt hij bovendien astronauten voor op een verblijf op een andere planeet. Sauro kreeg in 2014 de Rolex Award for Enterprise.

Bang voor het donker

De Italiaanse speleoloog Francesco Sauro behaalde een doctoraat in geologie aan de Universiteit van Bologna. De diepste, donkerste en meest mysterieuze plaatsen van wereld oefenen een onweerstaanbare fascinatie op hem uit. Sauro, in 2014 laureaat van de Rolex Awards for Enterprise, waagt zich in de grotten onder het Amazonewoud in Zuid-Amerika, de bergen van Europe of op verre eilanden in de Atlantische Oceaan.

Als kind overwint hij zijn angst voor het donker door met zijn vader tochten te ondernemen in de grotten van de Monti Lessini, de kleine Dolomieten, in het noorden van Italië. Spoedig wijkt hij ook uit naar de Dolomieten zelf en de Italiaanse Alpen. ‘Mijn nieuwsgierigheid haalde het van mijn angst’, herinnert Francesco zich. ‘Ik besefte dat er daar in de diepte een heel nieuwe wereld lag.’

Op twaalfjarige leeftijd hoort Francesco Sauro voor het eerst van het bestaan van de Rolex Awards for Enterprise. Geïnspireerd door zijn landgenoot Antonio De Vivo, die grotten in Mexico had onderzocht en in 1993 tot laureaat van de Rolex Awards for Enterprise werd geproclameerd, sluit hij zich aan bij La Venta, de Italiaanse vereniging van geografische exploratie (speleologen).

Een soort van verloren wereld

Vlug neemt Francesco Sauro deel aan expedities naar verre bestemmingen. In 2009 reist hij af naar de Orinoco, een rivier in Venezuela, die ontspringt in de Sierra Parima (Hoogland van Guyana), vlak bij de grens met Brazilië. Daar maakt hij kennis met het verschijnsel van de tepuis, de steile tafelbergen (bergen met platte top) die boven de jungles van Colombia, Venezuela en Brazilië uitsteken. Sauro raakt erdoor geboeid. ‘Niet alleen omdat ze zo mooi zijn, maar ook omdat ze eigenlijk een soort van verloren wereld zijn.’

Sauro is niet de eerste die valt voor deze wonderbaarlijke geologische formaties. In 1912 al koos de Britse schrijver Arthur Conan Doyle (bekend van Sherlock Holmes) de Roraima als setting voor zijn roman The Lost World. Met zijn 2810 meter is de Roraima, op de grens van Venezuela, Brazilië en Guyana, de hoogste tafelberg ter wereld. The Lost World vertelt het verhaal van een expeditie naar dit gebied, waar de ontdekkingsreizigers stuiten op wilde volksstammen, mensapen en pterosaurussen, voorhistorische vliegende reptielen, de grootste vliegende dieren die ooit op aarde hebben geleefd.

Eilanden in de tijd

De tafelbergen die in het zuidoosten van Venezuela en het noorden van Brazilië boven het regenwoud uittorenen, gaan effectief terug tot de tijd van de dinosauriërs. Ze zijn een soort tijdscapsule. ‘Wetenschappers beschouwen deze bergen als eilanden in de tijd’, legt Francesco Sauro uit. ‘Ze werden vele miljoenen jaren geleden afgescheiden van de hen omringende laaglanden.’

De resulteerde in een unieke geologie van dramatische landschappen. De tafelbergen schieten omhoog met steile wanden van tussen 1000 en 2900 meter hoog, het lijken wel stenen forten. Diep in de rotsige koepels van deze bergen uitgehold, liggen bochtige grotten die uitzonderlijke levensvormen huisvesten.

Door hun ontoegankelijkheid ontwikkelden de tepuis zich als gigantische labo’s van de natuur, omdat de specimen er in volstrekte isolatie evolueerden. Dat geldt niet alleen voor de fauna en flora boven de grond en op de top van de bergen, maar mogelijk nog meer voor de fauna en flora in de grotten.

Betoverd door het landschap dat zich voor hem uitstrekt, vraagt Francesco Sauro zich in 2009 af welke geheimen hij onder de grond zal vinden. Daarvoor moeten hij en zijn team afdalen in donkere, onbekende ruimten en voet zetten op plekken waar vóór hen geen enkele mens is geweest. Beneden wachten hen intimiderende uitdagingen, het zijn de meest afgelegen en mogelijk oudste grotten van de wereld. ‘Honderden miljoenen jaren lang heeft het water aan de buitenkant van deze tepuis bizarre vormen uitgesneden. Maar geen mens had er een vermoeden van wat er zich al die tijd vanbinnen in die bergen heeft afgespeeld.’

Duivelsberg & Huis van de goden

In 2010 begint Francesco Sauro zich te focussen op de Auyantepui, de beroemde tepui in de Venezuela, 2450 meter hoog, zijn top bevat de Angel Falls (genoemd naar zijn ontdekker Jimmy Angel), met zijn 979 meter de hoogste waterval van de wereld.

Eerst speurde Sauro op satellietbeelden naar bewijzen van grotsystemen in het gebied. Zo bakenden ze een terrein af waarop ze laagten (putten, kloven), hoge kliffen en steile rotsformaties waarnamen. ‘Het was duidelijk dat er zich onder die berg een leegte, een holle zone moest bevinden. We probeerden er toegang tot te krijgen, zowel te voet als met de helikopter, maar dat bleek uiterst moeilijk. Het reuzeplateau is bijna het hele jaar door in wolken gehuld, er waaien sterke winden en het regent er vaak.’

Pas in 2013 slagen Sauro en zijn team erin om tot bij de grot te komen. Het aanzicht van de site tart elke verbeelding: wanden in roze kwarts, een rode ondergrond, waterlopen boordevol organische zuren, buitengewone speleologische verschijnselen. De stalagmieten en stalactieten werden uit de silica gevreten door kolonies van micro-organismen die deze bacteriële wolkenkrabbers bouwden.

Sauro geeft de site de naam Imawari Yeuta, wat ‘Duivelsberg’ betekent in het Pemón, de taal van de inheemse bevolking van Venezuela, Brazilië en Guyana. Over de grot onder de Auyantepui deden bij de lokale stammen veel legenden de ronde, maar ze waren er nooit in geslaagd de locatie te vinden, laat staan te bereiken. Toch waren ze er heilig van overtuigd dat de goden daar hun huis hadden.

Twintig kilometer tunnels

Francesco Sauro treft in de enorme grot meer dan 20 kilometer aan tunnels aan. Bij het uitkammen van de site volgt het expeditieteam speciale protocollen. Zo is er de afspraak om de omgeving op geen enkele manier te vervuilen en om de lokale bevolking in alle vondsten te betrekken.

Anders dan wat Conan Doyle in zijn roman The Lost World beschreef, ontdekt Sauro geen dinosaurussen of fossielen ervan. Wel identificeert hij minerale formaties die totaal nieuw voor de wetenschap zijn, zoals rossiantoniet, een fosfaatsulfaat.

Ook ontdekken ze kolonies van onbekende bacteriën, bekwaam om energie uit sulfaten van atmosferische origine te extraheren via poreuze structuren van silica.

De immense site steekt vol kansen voor het verrichten van onderzoek naar de evolutie van leven op aarde in zijn meest primitieve fasen en vormen. Elk organisme dat in deze ecosystemen wordt aangetroffen – inbegrepen spinnen, insecten en zelfs het skelet van een wilde kat dat van zo’n 5500 jaar geleden dateerde – ontwikkelde zich volledig vrij van invloeden van buitenaf.

Grotten in harde rotssteen

De tepuis van Zuid-Amerika zijn grotendeels opgetrokken uit kwartsiet, een gesteente dat voornamelijk uit mineraal kwarts bestaat. Het is onoplosbaar en ondoordringbaar, met andere woorden ongevoelig voor erosie en dus helemaal het tegenovergestelde van de kalksteen- en leemsteenbodems waarin de meeste grotten ontstonden doordat die bodems werden opgelost door de activiteit van smelt-, rivier- en regenwater.

Hoe kunnen zich in die harde rotsteen die kwartsiet is, toch grotten hebben gevormd? Dat is vooral een kwestie van onnoemelijk veel tijd, legt Francesco Sauro uit. ‘Tepuis hebben een enorm lange geologische geschiedenis. De vorming van deze rotstructuren dateert van zo’n 1,7 miljard jaren geleden. Veel later, ongeveer 150 miljoen jaar terug in de tijd, werd het gebied opgestuwd door heftige bewegingen van de tektonische platen. Die waren het gevolg van de breuk van het Pangea supercontinent, toen ook de Atlantische Oceaan ontstond. Vóór die breuk was er op aarde maar één landmassa.’

Samen met andere laureaten van de Rolex award

In 2014 ontvangt Francesco Sauro de Rolex Award for Enterprise. Deze Awards zijn een initiatief waarmee Rolex sinds 1976 projecten steunt die de planeet willen beschermen, het leven op aarde verbeteren en het cultureel erfgoed en het leefmilieu onderzoeken en bewaren.

Dankzij de Rolex Award for Enterprise kan Sauro nog meer expedities in de steigers zetten. En hij ontmoet andere laureaten met wie hij kan samenwerken. Ook Hosam Zowawi krijgt in 2014 de Rolex Award for Enterprise. De Saoedische microbioloog hunkert naar de ontdekking van nieuwe levensvormen die hem kunnen helpen in zijn strijd om mensenlevens te redden door de weerstand tegen antibiotica te vergroten. In 2016 onderneemt het duo een expeditie naar de tepuis. Het geeft Zowawi de kans om zeldzame microbiële specimen te bestuderen, die in het donker kunnen (over)leven dankzij onbekende metabolische mechanismen.

Sauro werkt ook samen met de Fransman Michel André, akoestisch expert en in 2002 laureaat van de Rolex Awards for Enterprise. Samen proberen ze de betekenis van geluid in grotten (waar geen geluiden van de buitenwereld doordringen) te achterhalen en ontwikkelen zo een nieuwe wetenschappelijke discipline, de speleoakoestiek.

Twee eilanden, één inwoner

De meest recente expeditie van Francesco Sauro had de Ilhas Selvagens als bestemming, een kleine archipel in de noordelijke Atlantische Oceaan tussen Madeira en de Canarische Eilanden. De archipel bestaat uit twee eilanden en verschillende rotspunten, die samen het uiterste zuiden van Portugal vormen. Op de Selvagens Eilanden is er welgeteld één inwoner, een wachter. Hoewel ze zich verafgelegen bevinden, worden de eiland bedreigd door menselijke activiteiten. Tegenwoordig genieten ze als natuurreservaat de bescherming van de Portugese overheid.

In de holen van de vele rotspunten op de eilanden broeden zeevogels al miljoenen jaren. De Portugese Foundation for Science and Technology (FST) steunde de expeditie van Sauro. Samen met microbioloog Ana Zelia Miller van de Universiteit van Evora leidde de Italiaan een multidisciplinair team van wetenschappers, dat doordrong in de grotten. In de oeroude, vulkanische gesteenten ontdekten ze onbekend, oeroud microbiologisch leven.

Praktijklessen voor astronauten

Vulkanische grotten zoals die op de Selvagens Eilanden reiken ons een betoverende glimp van de toekomst aan. In samenwerking met het European Space Agency (ESA) benut Francesco Sauro dit ongebruikelijke terrein om er als instructeur de volgende generatie astronauten te trainen. De ruimtevaarders bereiden er zich voor op een verblijf in een onaardse territorium, zoals de Maan en Mars, waar mensen zich tegen kosmische straling moeten beschermen.

‘Er komen expedities in de ruimte waarbij mensen maandenlang op planeten als de Maan of Mars zullen doorbrengen’, licht Sauro toe. ‘Grotten geven die omgeving goed en op een veilige manier weer. Het zijn eigenlijk kleine planeten. Met het volslagen duister dat er heerst en het gevoel van isolatie dat je er krijgt, zijn ze voor astronauten ideaal om zich in te stellen op de ervaringen die ze in de ruimte kunnen verwachten.’

Aan de trainingsprogramma’s neemt een dertigtal astronauten deel. Grappig detail: het vraagt meer tijd om die verre, ondergrondse bestemmingen op aarde te bereiken dan om naar het International Space Station (ISS) te reizen, een vlucht van zes à acht uur.

Het ESA en andere ruimteagentschappen doen ook een beroep op Sauro’s expertise als speleogeoloog om op de Maan en op Mars regio’s te lokaliseren die hij het meest vatbaar voor grotvorming en voor de aanwezigheid van grotten acht. Want wie deze planeten koloniseert, kan zich best in grotten installeren.

Slechts 10% van alle grotten werd onderzocht

Mede dankzij de steun van Rolex vermeldt het cv van Francesco Sauro intussen 33 expedities in grotten op verschillende plaatsen in de wereld, tien daarvan in de tepuis van Venezuela en Brazilië. Hij wil zijn studiegebied uitbreiden naar andere kwartsietgrotten in Zuid-Amerika. Zo plant hij een expeditie naar de tepuis van Chiribiquete in het Amazonewoud van Colombia. Nationaal park Chiribiquete is sinds 1989 beschermd en werd in 2018 toegevoegd aan de werelderfgoedlijst van UNESCO.

‘Tot dusver werd minder dan 10 procent van de grotten van de wereld geëxploreerd en van die 10 procent slechts een honderdtal met de moderne methoden van de moleculaire biologie’, constateert Sauro. (Bij zijn laatste expedities zette hij drones in voor 3D-opnamen.) ‘Dat betekent dat het leven in de diepe lagen van onze planeet nog grotendeels onbekend is en dat zich daar nog vele unieke levensvormen ophouden die de mens nooit eerder onder ogen kreeg.’

Een benchmark voor het leven op aarde

Grotten zijn een levend laboratorium, vindt Francesco Sauro. ‘Ze vormen een kleine wereld op zich. Bij elke stap die je er zet, kijk je naar iets wat nieuw is voor de mensheid. Grotten getuigen van de geografische geschiedenis van onze planeet. Als je in een grot gaat, betreed je een soort archief van de tijd, dat we kunnen doorgeven aan de volgende generaties. Grotten geven ons inzicht in het verstrijken van de tijd. Alles is er bewaard gebleven, door geen enkele interventie van de mens beïnvloed. Ze zijn een benchmark voor het leven op aarde. Je kan er in het verleden graven om te achterhalen hoe het leven op aarde is geëvolueerd: hoe de mineralen zich gevormd hebben, hoe de landschappen tot stand kwamen, hoe het klimaat is veranderd.’

Vooral dat laatste bewijst nu zijn praktische nut. De combinatie van leven, water en geochemie heeft in deze unieke omgeving een verborgen verslag van de klimaatverandering opgeslagen.

Een nieuwe wereld in de oude

De aarde vertegenwoordigt zoveel meer dan haar oppervlakte en wat we daaruit kunnen afleiden. Evenzeer als de diepte van oceanen, openen grotten een nieuwe dimensie, die ons helpt om de wereld beter te begrijpen. Het zijn de meest oorspronkelijke zones van de planeet Aarde.

Al zijn nieuwe inzichten ent Francesco Sauro op de lokale bevolking van de gebieden die hij betreedt. Bij de exploratie ervan roept hij hun hulp in. Voor de lokale gemeenschappen van het Amazonewoud zijn de tepuis een cultureel en religieus icoon. Dat erfgoed wil Sauro bewaken en bewaren.

Op die manier vult het werk van Sauro het concept van het Rolex Perpetual Planet initiative perfect in: een harmonieus weefsel van onversaagde ontdekking, inzicht en begrip. In onze oude vertrouwde wereld wordt een nieuwe wereld onthuld, en die nieuwe wereld is vol van wonderen.

Rolex steunt personen en organisaties die voor de problemen van de planeet oplossingen zoeken en ontwikkelen en die zo bijdragen tot het verbeteren van de wereld en bewaren van de planeet voor de volgende generaties. In deze serie zet Knack deze inspanningen in de kijker. Knack realiseerde die verhalen in volle redactionele onafhankelijkheid.