Complexe wind- en stromingspatronen stimuleren bloei van fytoplankton in de evenaar van de Atlantische Oceaan
De oceaan is essentieel voor zuurstof, voedselvoorziening en koolstofopslag. In het hart ervan bevindt zich fytoplankton—microscopische algen die biomassa produceren via fotosynthese, met behulp van voedingsstoffen, CO2 en zonlicht.
Onderzoekers van het GEOMAR Helmholtz Centrum voor Ocean Research Kiel, in samenwerking met de Oregon State University en het Lamont-Doherty Earth Observatory, hebben ontdekt hoe een complex samenspel van wind- en stroompatronen de levering van voedingsstoffen en de groei van fytoplankton in de evenaar-Atlantische Oceaan beïnvloedt. Hun studie, die vandaag is gepubliceerd in Nature Geoscience, onthult de seizoensgebonden voedingsdynamiek die cruciaal is voor de mariene productiviteit en de mogelijke gevolgen van klimaatverandering.
De oostelijke evenaar-Atlantische Oceaan ondersteunt een zeer productief marien ecosysteem dat afhankelijk is van de toevoer van nitraatrijk water. De hoogste productiviteit vindt plaats tijdens de zomer op het noordelijk halfrond, aangedreven door versterkte oostelijke winden. Deze winden drijven warme oppervlaktewateren westwaarts, waardoor voedingsstofrijk diep water in het oosten omhoog kan komen.
De Equatoriale Onderstroom (EUC), een sterke onderstroming, transporteert koel, voedingsstofrijk water oostwaarts over de Atlantische Oceaan. Seizoensgebonden windpatronen veroorzaken verticale oscillaties van deze stroom, terwijl dagelijkse zonneverwarming de windgedreven menging beïnvloedt, wat de transport van voedingsstoffen verder bevordert.
“Onze resultaten benadrukken de complexe interactie van windkracht, stromingen en menging in deze oceaanregio,” zegt professor Dr. Peter Brandt, professor in de experimentele oceanografie aan het GEOMAR Helmholtz Centrum voor Ocean Research Kiel en hoofdauteur. “Drie verschillende processen beheersen de toevoer van voedingsstoffen bij de evenaar: opwelling in het oosten aangedreven door zonale winden, de verticale beweging van de EUC, en windgedreven menging die wordt gemoduleerd door de dagelijkse cyclus van zonne-energie.”
Om deze interacties te onderzoeken, zijn uitgebreide metingen verricht tijdens twee onderzoekscruises met de Duitse RV METEOR (M158 en M181). Gegevens over temperatuur, zoutgehalte, nitraatconcentratie en stroomsnelheden werden verzameld op verschillende diepten. Langdurige observatiedatasets van equatoriale boeien en Argo-drijvers werden ook gebruikt.
“Turbulentiemetingen in de oceaan zijn essentieel voor het begrijpen van de processen rond de voedingsstofvoorziening,” legt Dr. Mareike Körner uit, een voormalige onderzoeker bij GEOMAR en momenteel werkzaam aan de Oregon State University. “De turbulentiedata verzameld tijdens onze cruises, gecombineerd met soortgelijke gegevens van boeien die door onze Amerikaanse collega’s zijn verzameld, boden cruciaal inzicht in de seizoensgebonden variaties in de menging van voedingsstoffen van de diepere oceaan naar de oppervlakte.”
“De dynamiek van de equatoriale oceaan is een fijn afgesteld systeem van windgedreven processen,” zegt Dr. Brandt. Zelfs kleine veranderingen, waarschuwt hij, kunnen dit evenwicht verstoren en een significante impact hebben. “Klimaatverandering zou dit evenwicht aanzienlijk kunnen verstoren, wat invloed heeft op de levering van voedingsstoffen aan dit cruciale mariene ecosysteem en de productiviteit ervan.”
