Extreme moessonveranderingen bedreigen de rol van de Bengaalse Golf als essentiële voedselbron

Nieuw onderzoek, waaraan Rutgers-professoren hebben deelgenomen, heeft onthuld dat verwachte extreme veranderingen in de zomermonsoon van India de capaciteit van de Baai van Bengalen om een cruciaal element van de voedselvoorziening in de regio, namelijk het zeeleven, te ondersteunen, drastisch kunnen belemmeren.

De studie, gepubliceerd in Nature Geoscience, werd uitgevoerd door wetenschappers van de Rutgers University, de University of Arizona en samenwerking met onderzoekers uit India, China en Europa. Om hun conclusies te trekken, onderzochten de wetenschappers hoe de monsoon, die zware regenval naar het Indiase subcontinent brengt, de mariene productiviteit van de Baai van Bengalen in de afgelopen 22.000 jaar heeft beïnvloed.

Hoewel de Baai van Bengalen minder dan 1% van de wereldzeeën beslaat, levert het bijna 8% van de wereldwijde visserijproductie. De kustwateren ondersteunen dichtbevolkte regio’s die sterk afhankelijk zijn van mariene hulpbronnen voor voedsel en levensonderhoud. “Miljoenen mensen die langs de Baai van Bengalen wonen, zijn afhankelijk van de zee voor eiwitten, met name uit de visserij,” zegt Yair Rosenthal, een onderscheiden professor aan de afdeling Mariene en Kustwetenschappen en de afdeling Aarde- en Planetairwetenschappen aan Rutgers University en een auteur van de studie.

“De productiviteit van deze wateren – het vermogen van de oceaan om plankton te laten groeien – is de basis van het mariene voedselweb. Als de oceaanproductiviteit afneemt, zal dit een krachtige invloed hebben op het ecosysteem, wat uiteindelijk zal leiden tot een afname van visbestanden en het bedreigen van de voedselzekerheid voor kustgemeenschappen.”

De monsoon is essentieel voor het leveren van zoetwater aan de regio, maar de onderzoekers ontdekten dat zowel extreem sterke als extreem zwakke monsoonperioden door de eeuwen heen een aanzienlijke verstoring veroorzaakten – een vermindering van 50% van het beschikbare voedsel voor marien leven aan het oppervlak. Dit gebeurde omdat deze extreme omstandigheden de menging tussen de diepe en oppervlaktezones van de oceaan belemmerden, waardoor voedingsstoffen niet de bovenste laag bereikten waar het zeeleven gedijt.

Met de verwachte intensivering en variabiliteit van de monsoon door klimaatverandering, en de extremen die stratificatie van de oceaanlagen veroorzaken, kan de voedselvoorziening die door de Baai van Bengalen wordt geproduceerd, bedreigd worden, zeiden de onderzoekers.

Om te begrijpen hoe de Indiase zomermonsoon en de oceaanproductiviteit in de loop der tijd zijn veranderd, bestudeerden wetenschappers de fossiele schelpen van foraminifera – kleine eencellige plankton die in de oceaan leven en calciumcarbonaatschelpen bouwen. De schelpen bewaren informatie over het milieu waarin ze zijn gegroeid en fungeren als natuurlijke recorders van eerdere oceaan- en klimaatcondities.

“Door hun chemie te analyseren en de overvloed van bepaalde types die gedijen in productieve wateren te volgen, hebben we langetermijnveranderingen in neerslag, oceaan temperaturen en marien leven in de Baai van Bengalen gereconstrueerd,” zei geowetenschapper Kaustubh Thirumalai, een assistent-professor aan de University of Arizona en de hoofdauteur van de studie.

“Samen hielpen deze chemische signalen ons te begrijpen hoe de monsoon en oceaantoestanden reageerden op wereldwijde klimaatveranderingen in de afgelopen 22.000 jaar.” De geanalyseerde sedimenten werden van de zeebodem gehaald door wetenschappers aan boord van het onderzoeksschip JOIDES Resolution als onderdeel van het International Ocean Discovery Program.

De onderzoekers ontdekten dat de productiviteit van de wateren van de Baai van Bengalen instortte tijdens perioden van zeer zwakke monsoons, zoals Heinrich Stadial 1, en zeer sterke monsoons, zoals die in het vroege Holoceen. De periode die bekend staat als Heinrich Stadial 1, een significant koude periode, vond plaats tussen 17.500 en 15.500 jaar geleden. Het vroege Holoceen, een tijd gekenmerkt door snelle opwarming en zeespiegelstijging door smeltende gletsjers, vond plaats tussen ongeveer 10.500 en 9.500 jaar geleden.

De hoeveelheid monsoonneerslag controleert het volume van de rivierafvoer in de Baai van Bengalen. Het zoetwater verandert de oceanografische omstandigheden aanzienlijk en beïnvloedt de voedingscyclus van vissen en plankton. Wanneer de moessonregens te intens zijn, kan een zoetwaterlaag het oceaanoppervlak afsluiten, waardoor voedingsstoffen van onder worden geblokkeerd.

Zonder voedingsstoffen neemt de planktonproductie af – en met hen de hele voedselketen, inclusief vissen. Zwakkere monsoons onderdrukken ook de levering van voedingsstoffen door de oceaanstroming en windgedreven menging te verminderen. “Beide extremen bedreigen de beschikbaarheid van mariene hulpbronnen,” zei Thirumalai.

Wanneer onderzoekers oude patronen vergeleken met moderne oceaangegevens en modelprojecties, vonden ze een verontrustende parallel: Toekomstige scenario’s projecteren warmere oppervlaktewateren en sterkere zoetwaterafvoer, omstandigheden die overeenkomen met eerdere intervallen waarin de mariene productiviteit scherp daalde. Versterkend is het risico dat toekomstige winden mogelijk niet sterk genoeg zijn om de stratificatie die de menging onderdrukt, tegen te gaan.

Het bestuderen van historische klimaatpatronen helpt wetenschappers te begrijpen hoe de onderling verbonden componenten en processen die de fysieke aarde, inclusief de atmosfeer en biosfeer, vormen, het klimaat, het milieu en alle organismen op lange tijdschalen beïnvloeden. “De relatie tussen monsoons en oceaanbiologie die we in de Baai van Bengalen hebben ontdekt, geeft ons tastbaar bewijs van hoe mariene ecosystemen hebben gereageerd op opwarming en monsoonveranderingen en dit in de toekomst mogelijk zullen doen,” zei Rosenthal.

“Deze inzichten kunnen helpen bij het verfijnen van projecties en het informeren van duurzaam beheer van visserijen en kustbronnen naarmate de impact van klimaatverandering versnelt.”