Wetenschappers onthullen belangrijke, maar over het hoofd geziene oceaanprocessen voor koolstofopslag

Nieuwe Studie Onthult Belangrijke Mechanismen voor Organische Koolstofbewaring in de Oceaan

Een nieuwe studie heeft de sleutelmechanismen onthuld die organische koolstof in de oceaan behouden—een slecht begrepen maar essentieel proces dat het klimaat van de aarde, koolstofcycli en de vorming van fossiele brandstoffen beïnvloedt.

Organische koolstof breekt doorgaans af in de meeste omgevingen. Toch blijft een enorme hoeveelheid bewaard in mariene sedimenten, een mysterie dat wetenschappers al tientallen jaren bezighoudt. In de loop der tijd kan bewaarde organische koolstof veranderen in olie of gas, waardoor aanzienlijke hoeveelheden koolstof effectief worden vastgehouden die anders als koolstofdioxide in de atmosfeer zouden kunnen vrijkomen—de grootste bijdrage aan klimaatverandering.

Onderzoek gepubliceerd in het tijdschrift Nature Geoscience, geleid door wetenschappers van de Universiteit van Manchester en de Universiteit van Leeds, heeft nu twee over het hoofd geziene processen geïdentificeerd die een belangrijke rol spelen bij het behoud van organische koolstof onder de oceaanbodem:

• Sorptie—de opname van koolstof door mineralen
• Moleculaire transformatie—de conversie van kleinere, reactieve moleculen naar grotere, minder reactieve moleculen

Deze nieuwe inzichten kunnen strategieën informeren om koolstofemissies uit de oceanen te beperken, en bieden waardevolle hulpmiddelen in de strijd tegen klimaatverandering. Gedurende meerdere jaren heeft het onderzoeksteam een uitgebreid model ontwikkeld dat een breder scala aan koolstofbehoudprocessen overweegt dan ooit tevoren. Deze processen omvatten onder andere begrafenis in sedimenten, hydrolyse (de afbraak van koolstof in water), sorptie (opname van koolstof door mineraaloppervlakken) en moleculaire transformatie (de vorming van grotere, minder reactieve moleculen).

De onderzoekers vergeleken hun model met gegevens uit de echte wereld verzameld uit oceaan sedimenten. De resultaten toonden aan dat de efficiëntie van koolstofbehoud bijna drie keer hoger was dan eerder berekend door andere modellen. Ze ontdekten ook dat hun berekeningen beter overeenkwamen met de gegevens uit het veld, wat leidde tot nauwkeurigere voorspellingen van hoeveel organische koolstof er onder de zee is opgeslagen. Vervolgens gebruikten ze kunstmatige intelligentie samen met hun model om te achterhalen welke processen de sleutelrollen spelen.

Dr. Peyman Babakhani merkte op: “Het begrijpen van hoe en waarom koolstof wordt opgeslagen in mariene sedimenten is cruciaal als we deze natuurlijke processen willen benutten of repliceren om klimaatverandering tegen te gaan. Onze bevindingen verhelderen mechanismen die eerder over het hoofd zijn gezien en bieden nieuwe wegen voor koolstofbeheer. Het was verbazingwekkend om te zien hoe de combinatie van een nieuw numeriek model, Monte Carlo en kunstmatige intelligentie cruciale inzichten bood in het behoud van organisch materiaal in mariene sedimenten die al tientallen jaren werden bediscussieerd.”

De studie benadrukt de cruciale rol van sorptie en moleculaire transformatie in de koolstofcyclus. Samen beschermen deze processen organisch materiaal tegen afbraak in de bovenste laag van oceaan sedimenten en transporteren ze het dieper. Na verloop van tijd kan deze bewaarde koolstof veranderen in olie of gas—waardoor het wordt voorkomen dat het als koolstofdioxide in de atmosfeer vrijkomt.

De nieuwe inzichten en modellen kunnen worden gebruikt om strategieën voor het beperken van klimaatverandering, zoals oceaanbemesting, te onderzoeken.