Ijzer uit kolen- en staalindustrie verandert ecosysteem van de Noordelijke Stille Oceaan, onthult onderzoek

Rosette water sampler voorbereid voor inzet tijdens de Gradients Cruise aan boord van het onderzoeksschip Kilo Moana van de Universiteit van Hawai’i.

Naast voedingsstoffen zoals stikstof en fosfor is ijzer essentieel voor de groei van microscopisch fytoplankton in de oceaan. Een nieuwe studie, geleid door oceanografen aan de Universiteit van Hawai’i (UH) in Mānoa, heeft echter onthuld dat ijzer dat vrijkomt uit industriële processen, zoals kolenverbranding en staalproductie, het ecosysteem in de North Pacific Transition Zone verandert. Dit is een gebied net ten noorden van Hawai’i dat belangrijk is voor de visserij in de Stille Oceaan.

De studie is gepubliceerd in de Proceedings of the National Academy of Sciences. “Dit is een voorbeeld van de grootschalige impact die menselijke vervuiling kan hebben op mariene ecosystemen die duizenden kilometers van de bron verwijderd zijn,” zei Nick Hawco, hoofdauteur van de studie en assistent-professor aan de afdeling Oceanografie van de UH Mānoa School of Ocean and Earth Science and Technology.

Ijzer van menselijke activiteiten stijgt de atmosfeer in en kan naar verre landen of oceanen worden vervoerd voordat het door regen uit de lucht wordt gefilterd. Industrieel ijzer is eerder gedetecteerd in de North Pacific Transition Zone, maar het was onduidelijk welke invloed dit ijzer op het ecosysteem had.

Om de seizoenscyclus van ijzerinput, fytoplankton groei en oceaanmixing in kaart te brengen, analyseerden Hawco en zijn medeauteurs water- en fytoplanktonmonsters en bestudeerden ze oceanische dynamiek tijdens vier verschillende expedities naar dit gebied van de Stille Oceaan. Ze beoordeelden ook het ijzer in deze wateren om te bepalen of het de unieke isotopensignatuur had van ijzer dat vrijkomt uit industriële processen.

Het team ontdekte dat fytoplankton in het gebied ijzertekort heeft tijdens de lente, waardoor een toename van de ijzerlevering de lentebloei van fytoplankton, die typisch is voor het gebied, stimuleert. Echter, als gevolg van deze bloei, worden andere voedingsstoffen sneller uitgeput, wat leidt tot een ineenstorting van het fytoplankton later in het seizoen.

Belangrijk is dat de isotopensignatuur van het ijzer inderdaad de aanwezigheid van industrieel ijzer in de Stille Oceaan aantoonde, duizenden kilometers van de bron verwijderd. “De oceaan heeft grenzen die voor ons onzichtbaar zijn, maar bekend zijn bij allerlei microben en dieren die daar leven,” zei Hawco. “De North Pacific Transition Zone is een van deze grenzen. Het scheidt de laagvoedzame oceaan gyres van de hoogvoedzame gematigde ecosystemen naar het noorden. Met meer ijzer dat het systeem binnenkomt, verschuift die grens naar het noorden, maar we verwachten ook dat deze grenzen noordelijker zullen verschuiven naarmate de oceaan opwarmt.”

Dat is niet noodzakelijkerwijs allemaal slecht, deelde Hawco mee. Maar helaas zijn de gebieden van de Transition Zone die dichter bij Hawai’i liggen onder degenen die achterop raken. “Het is een dubbele klap: industrieel ijzer beïnvloedt de basis van het voedselweb en de opwarming van de oceaan duwt deze fytoplanktonrijke wateren steeds verder weg van Hawai’i,” aldus Hawco.

Het onderzoeksteam ontwikkelt nieuwe technieken om de ijzerbehoefte van oceaanplankton te monitoren. Dit zal inzicht geven in hoe veranderingen in de ijzerlevering, zowel van natuurlijke als industriële bronnen, invloed kunnen hebben op het leven in de oceaan.