“Wetenschap moet verwonderen om waterkennis te vergroten”

Wat wil je oplossen met jouw onderzoek?

“Mijn wetenschappelijke carrière startte met onderzoek naar statistische methoden en theoretisch hydrologisch onderzoek. Maar ik wilde een breder publiek aanspreken dan alleen vakgenoten, en meer impact maken. Ik zag al snel dat voornamelijk hydrologen die internationale waterproblematiek aankaartten in de glossy tijdschriften kwamen, hahaha.

Om wereldwijde watervoorraden in kaart te brengen, wilde ik een model ontwikkelen dat meer laat zien dan het gedrag en eigenschappen van het natuurlijke watersysteem. Daarom bevat zo’n wereldwijd watermodel behalve data rond neerslag, bodem, geologie, vegetatie en de afmetingen van oppervlaktewater zoals rivieren en meren, ook informatie over de directe menselijke impact op de waterkringloop, zoals de mate van grondwateronttrekkingen en de locaties en het beheer van dammen en reservoirs.

Uiteindelijk resulteerde dat in PCR-GLOBWB, het modelinstrumentarium dat op wereldschaal naast hydrologie, ook de watervraag, waterverbruik en retourstromen voor landbouw, industrie of drinkwater, grondwater- en oppervlaktewateronttrekking dynamisch kan berekenen. Zo ontstaat een integrale blik op de watercyclus, inclusief menselijk gebruik.”

Met wie werk je samen om dat te realiseren?

De eerste ontwikkelingen van het model deed ik onder andere samen met Jaap Kwadijk, die een rudimentaire versie had ontwikkeld. Met hem hadden we de eerste promovendi op dit gebied. De laatste jaren werk ik voornamelijk samen met Gualbert Oude Essink, mijn collega bij zowel Deltares als de Universiteit Utrecht. Wij onderzoeken de verhouding van zoet en zout grondwater in kustgebieden wereldwijd en hoeveel daarvan bruikbaar is voor drinkwater, landbouw en industrie. Belangrijk daarbij is de ecologische duurzaamheid, de fysische grenzen. Wat kun je maximaal oppompen, zonder dat je natuurgebieden aantast?

In dit onderzoek brengen we de kracht van Deltares in het ontwikkelen van modelleringstools samen met de grootschalige modelleringsexpertise en wereldwijde datasets van de Universiteit Utrecht. Een concreet voorbeeld is het allereerste wereldwijde grondwatermodel van 1 km dat promovendus Jarno Verkaik onlangs presenteerde. Dit is een belangrijke stap richting een betere weergave van grondwater in internationale water- en klimaatmodellen.”

Hoe heeft jouw onderzoek nu impact op besluitvorming?

“Ons onderzoek brengt onder andere de mondiale grondwateruitputting in kaart en schetst de gevolgen van doorgaan zoals we nu doen. Daarmee hoop ik dat het probleem op internationale beleidsagenda’s belandt, en NGO’s als UNESCO aanspoort om programma’s rond oplossingen op te zetten. Onze resultaten worden ook gebruikt door het World Resources Institute in hun tool Aqueduct Water Risk Atlas. Daarmee kunnen internationaal opererende bedrijven risicoanalyses voor hun aanvoerketens maken, of in het kader van maatschappelijk verantwoord ondernemen kijken of zij kunnen blijven opereren in gebieden met waterschaarste. Je zou mijn model kunnen zien als de hydrologische onderlegger voor hun producten en diensten.

Ons werk heeft met name indirect effect, het veroorzaakt bewustwording bij beleidsmakers en beslissers. Het is mijn taak om de belangrijkste mechanismen en de veranderingen daarin te achterhalen, zodat anderen daar hun voordeel mee kunnen doen. Door oorzaak- en gevolganalyses te maken, wordt duidelijk aan welke knoppen je kan draaien, en zo ontstaan oplossingsrichtingen. Ik ben geen wereldverbeteraar, ik lever alleen de informatie waarmee de wereld is te verbeteren.”

Je ziet dat Marc gaandeweg zijn aandacht verlegt naar het bewerkstelligen van maatschappelijk bewustzijn rond de waterkringloop.

Gualbert Oude Essink, expert grondwatermanagement bij Deltares

Gualbert Oude Essink volgt Marc's werk al jaren en zegt over hem: "Marc's ambitie en gedrevenheid om het PCR-GLOBWB modelinstrumentarium in de loop der jaren continu, met passie en diepgaande kennis van hydrologische zaken te verbeteren, om het toe te passen op steeds complexere hydrologische vraagstukken, is bewonderenswaardig en aanstekelijk. Waar zijn focus aanvankelijk lag op wetenschappelijke impact, met talloze publicaties tot in Science en Nature toe, zie je dat Marc gaandeweg zijn aandacht heeft verlegd naar het bewerkstelligen van maatschappelijk bewustzijn en het verkennen van oplossingsrichtingen voor de waterkringloop. Deze staat immers onder toenemende druk van mens en klimaatverandering."

En, sta je nu in de glossies? Hoe bereik je een breder publiek?

“Met National Geographic maakten we een World Water Map, die helpt de kennis over watervoorraad te vergroten. Deze interactieve, online kaart laat 22 water gap hotspots zien, plekken waar watervraag en -aanbod niet in balans zijn, gebaseerd op de onze mondiale watermodellen die wij maken bij de Universiteit Utrecht. Uit deze berekeningen zie je dat we elk jaar vierduizend kubieke kilometer water onttrekken, acht keer meer dan een eeuw geleden en tien procent van de grootte van de mondiale waterkringloop. In drogere gebieden leidt dit tot een enorme overexplotatie van het watersysteem. ‘Seeing a problem is a start towards fixing it’, stelt National Geographic. Zij bereiken miljoenen mensen en zo draagt mijn onderzoek bij aan het gesprek over oplossingen.”

“Het aardige aan de World Water Map zijn de journalistieke verhalen die gemaakt worden over de hotspots. Die historische en sociaal-culturele kennis van bijvoorbeeld bewoners is vaak niet in data te vangen. Storytelling toont de lokale context, een belangrijke factor in het ontstaan van waterschaarste. Is de lokale bevolking hard gegroeid of is het landbouwoppervlakte uitgebreid? En wordt die landbouw gebruikt om producten te exporteren, zoals naar Californië, of om mensen te voeden, zoals in Noord-India? Hoe al die factoren in elkaar grijpen, is interessant en belangrijk om te weten. Want ze beïnvloeden elkaar. Zo leidt bevolkingsgroei vaak tot een toename van geïrrigeerd landbouwareaal, en tot een hogere watervraag. Tegelijkertijd stijgt door klimaatverandering de temperatuur van de atmosfeer, waardoor de irrigatiewatervraag verder toeneemt. Dit beïnvloedt ons stijgende waterverbruik. Heb je al die factoren in beeld, dan kun je ook zien welke oplossingen wel of niet werken.”

Bekijk de World Water Map in vogelvlucht

Noem eens een voorbeeld van zo’n water gap hotspot?

“In Mexico-Stad leven 23 miljoen mensen van grondwater dat ze vrij vertaald geleend hebben uit het verleden. Dertig procent van hen heeft geen betrouwbare watervoorziening. Het meeste water in de stad komt uit grondwaterputten, die elk jaar zeventig procent meer grondwater onttrekken dan er in de watervoerende grondlaag stroomt. Naarmate het grondwaterpeil daalt, zakt de grond onder de stad bijna een meter per jaar - waardoor onder andere waterleidingen breken.

Grondwater is de grootste voorraad niet-bevroren zoet water op onze planeet, maar weinig mensen zijn zich daarvan bewust, omdat het onzichtbaar is. Het opbouwen van zoete grondwatervoorraden is een proces dat minimaal honderden jaren duurt en op vele plekken in de wereld is men deze voorraad momenteel in een zeer hoog tempo aan het opmaken. Daardoor raken ondiepe watervoerende lagen uitgeput en moeten we misschien diepere waterlagen aanboren, die niet tijdens ons leven zullen worden vernieuwd. Los van de kosten die daarvoor nodig zijn. Dat water nooit opraakt, is een mythe. Mijn onderzoek kan iets doen tegen de ongeletterdheid rondom water.”

Wat wil je nog bereiken in je wetenschappelijke loopbaan?

“Een belangrijke bottle neck is het ontbreken van een goed mondiaal ondergrondmodel. In Nederland hebben we die informatie, maar in het merendeel van de wereld, zelfs in een datarijk land als de Verenigde Staten, niet. De onderliggende geologische data hebben landen vaak wel, maar houden ze meestal geheim uit strategische overwegingen. Stel dat bekend wordt dat je een grondwatertekort hebt, dan kun je daar vanuit internationale verdragen op worden aangesproken.

Bovendien trekken grondwatervoorraden zich niets van grenzen aan. Een land kan zoveel grondwater onttrekken dat het invloed heeft op de voorraad van de buren. Dat soort informatie is heel gevoelig. In deze context kun je zeggen dat een mondiaal ondergrondmodel van goede kwaliteit een gelijk speelveld creëert. Ik zou graag zien dat een World Bank of Asian Development Bank druk uitoefent op landen om geologische data over de ondergrond openbaar te maken. Grondwater is immers een publiek goed.

“Wat we als wetenschappers continu moeten doen is verwondering opwekken. Toen ik bij een boer was om metingen te doen en hem de werking van het grondwatersysteem onder zijn land uitlegde, zag je bij hem het kwartje vallen. Zo mooi. Hij kwam tot een inzicht, wist hoe iets werkelijk werkte en waarom. Daarna kun je dieper gaan, ook praten over moeilijker zaken. Verwondering opwekken bij iemand geeft me veel energie, en is het mooiste wat je als wetenschapper kunt bereiken. Het versterkt je relevantie, bevestigt waarom je doet wat je doet.”