Verticale migratie van krill heeft mogelijk minder invloed op koolstofexport dan eerder gedacht

De zeebodemlander – of KOMBI (Krill Observational Mooring for Benthic Investigations) – ontwikkeld door de Australische Antarctische Divisie, is uitgerust met een reeks instrumenten voor het observeren van krill en het meten van watereigenschappen. De octopus werd veilig teruggebracht naar het water nadat dit instrument was opgehaald.

Onderzoek gepubliceerd in Science toont aan dat de Antarctische krill, die tussen het oppervlak van de Zuidelijke Oceaan en de zeebodem zwemt, een “verrassend kleine” bijdrage levert aan de koolstofexport “snelweg” in vergelijking met hun snel zinkende uitwerpselen.

Deze bevinding daagt gevestigde theorieën uit over de waarde van de “verticale migratie” van krill voor de koolstofcyclus van de oceaan, met gevolgen voor modellen die het klimaatbeleid en strategieën voor klimaatmitigatie informeren.

Hoofdauteur Dr. Abigail Smith, van de Australische Antarctische Divisie en het Australische Antarctische Programma Partnerschap, verklaarde dat het onderzoeksteam gebruik maakte van een nieuw type “zeebodemlander,” dat een jaar lang was verankerd op 387 meter diepte in Prydz Bay, nabij het Davis-onderzoeksstation.

De lander monitorde de dagelijkse migratiepatronen van Antarctische krill met behulp van een videocamera en een echolood dat omhoog kijkt, en dat geluid gebruikt om krill te “zien” bewegen tussen de zeebodem en het oppervlak.

Door deze veldobservaties te koppelen aan een numeriek model, waren de onderzoekers verrast te ontdekken dat de verticale migratie van krill minder dan 10% van de “particulaire organische koolstof” (van fytoplankton) van de oppervlakte naar de diepe oceaan, onder de 200 meter, verplaatst.

“Er wordt geschat dat er ongeveer 300 miljoen ton Antarctische krill in de Zuidelijke Oceaan aanwezig is, wat de grootste biomassa van een enkele wilde diersoort wereldwijd vertegenwoordigt,” aldus Dr. Smith.

“Ze spelen een belangrijke rol in de wereldwijde koolstofcyclus door koolstofrijk fytoplankton in oppervlaktewateren te eten en snel zinkende uitwerpselen te produceren die tot 40 miljoen ton koolstof per jaar naar de diepe oceaan exporteren, waar het tientallen tot duizenden jaren kan blijven.

Deze uitwerpselen breken af terwijl ze zinken, of worden geconsumeerd door andere organismen of bacteriën, dus niet alle koolstof wordt naar de diepe oceaan geëxporteerd.

Er werd aangenomen dat grote aantallen krill die zich aan het oppervlak voeden en vervolgens naar beneden zakken om uitwerpselen te produceren, een efficiënte manier zou zijn om koolstof direct in deze diepe wateropslag in te spuiten.

Maar we ontdekten dat niet meer dan 25% van de krillpopulatie gedurende het jaar migreerde, en de aantallen varieerden seizoensgebonden.

Het team ontdekte dat de kleine proportie van de krillpopulatie die wel op en neer migreerde, voornamelijk de volledige afstand tussen het oppervlak en de zeebodem in de winter aflegde, wanneer er minder fytoplankton was en dus minder koolstof te exporteren.

In de zomer maakten krill alleen ondiepe migraties tussen het oppervlak en ongeveer 100 meter diepte, wat betekent dat er meer tijd was voor zinkende uitwerpselen om af te breken en hun koolstof terug te brengen naar het oppervlak.

Wat betekent dit voor koolstof- en klimaatmodellen? Traditiegetrouw zijn observaties van de verticale migratie van krill gedaan vanaf het oppervlak met behulp van scheepsgebonden echolood. Deze akoestische observaties zijn echter beperkt tot ongeveer 250 meter en zijn in de winter niet mogelijk vanwege zee-ijs.

Als gevolg hiervan, zei Dr. Smith, missen biogeochemische modellen die de stroom van koolstof door mariene systemen in kaart brengen observatiedata, wat leidt tot een vereenvoudigde weergave van de koolstofcyclus door migrerende organismen.

“Vanwege een gebrek aan observatiedata vertrouwen koolstofexportmodellen op de aanname dat gemiddeld 50% van een zoöplanktonpopulatie, zoals krill, elke dag naar de diepe oceaan migreert,” zei ze.

“Als je dat vermenigvuldigt met de enorme biomassa van krill, komt daar veel koolstof uit voort. Onze gegevens tonen aan dat niet alle krill het hele jaar door migreren, en dat de meeste migraties naar de zeebodem in de winter plaatsvinden, wanneer de productiviteit van fytoplankton zeer laag is, waardoor er veel minder koolstof wordt geëxporteerd.

Dit betekent dat de bijdrage van verticale migratie aan de efficiëntie van koolstofexport met tot 215% kan worden overschat, wat zal leiden tot onevenwichtige klimaatmodellen.

Dr. Smith stelde dat er meer observaties nodig zijn van seizoensgebonden migratiepatronen van krill en ander zoöplankton over Antarctica, evenals ecologische en biogeochemische studies gedurende het hele jaar.

“Deze studie is slechts één stuk van de puzzel, aangezien migrerende krill ook bijdragen aan de koolstofflux door mortaliteit, het vervellen van hun exoskeletten, uitscheiding en ademhaling,” aldus Dr. Smith.

“Verdere observaties en onderzoek zijn nodig om de bijdrage van krill aan alle mechanismen van koolstofexport aan te pakken, zodat modellen nauwkeurige schattingen van de koolstofflux kunnen bieden ter ondersteuning van klimaatbeleid en klimaatmitigatiestrategieën.”