Kleine oceanische organismen ontbreken in klimaatmodellen en kunnen de sleutel tot de koolstoftoekomst van de aarde zijn
De pteropod Limacina helicina verzameld in de wateren van West-Groenland.
De kleinste ingenieurs van de oceaan, calcificerende plankton, reguleren stilletjes de thermostaat van de aarde door koolstof te vangen en te cycleren. Een nieuwe review gepubliceerd in Science door een internationaal team, geleid door het Instituut voor Milieu- en Technologie aan de Universitat Autònoma de Barcelona (ICTA-UAB), toont aan dat deze organismen, zoals coccolithoforen, foraminiferen en pteropoden, te eenvoudig worden voorgesteld in de klimaatsmodellen die worden gebruikt om de toekomst van onze planeet te voorspellen.
Door deze plankton weg te laten, kunnen huidige modellen belangrijke processen in de wereldwijde koolstofcyclus en de capaciteit van de oceaan om te reageren op klimaatverandering onderschatten. Calcificerende plankton bouwen kleine schelpen van calciumcarbonaat (CaCO₃), een cruciaal onderdeel van de koolstofcyclus in de oceaan. Deze organismen beïnvloeden de chemie van zeewater en faciliteren de overdracht van koolstof van de atmosfeer naar de diepe oceaan. Deze “koolstofpomp” helpt het klimaat van de aarde te reguleren en beïnvloedt alles, van de chemie van de oceaan tot de fossiele gegevens.
Een coccosfeer van een holococcolithofore verzameld in de oppervlaktewateren van de Oostelijke Middellandse Zee.
Een coccosfeer van een holococcolithofore verzameld in de oppervlaktewateren van de Noordoostelijke Stille Oceaan.
Een coccosfeer van Rabdosphaera clavigera, verzameld in de oppervlaktewateren van de Oostelijke Middellandse Zee.
“Plankton schelpen zijn klein, maar samen vormen ze de chemie van onze oceanen en het klimaat van onze planeet,” zegt Patrizia Ziveri, ICREA-onderzoeksprofessor aan ICTA-UAB en hoofdauteur van de studie. “Door ze buiten de klimaatsmodellen te laten, lopen we het risico fundamentele processen over het hoofd te zien die bepalen hoe het aardse systeem reageert op klimaatverandering.”
Zoals de auteurs aantonen, bereikt veel van dit calciumcarbonaat nooit de zeebodem. In plaats daarvan lost een groot deel op in de bovenste oceaan – een proces dat bekend staat als “ondiepe oplossing.” Gedreven door biologische interacties zoals predatie, de aggregatie van deeltjes en microbiële ademhaling, verandert ondiepe oplossing de chemie van de oceaan ingrijpend, maar blijft grotendeels afwezig in belangrijke modellen van het aardse systeem (bijv. CMIP6) die mondiale klimaatevaluaties informeren.
Verschillende soorten coccolithoforen.
Planktonische foraminiferen verzameld in de oppervlaktewateren van de Zuid-Atlantische Oceaan.
De studie benadrukt de unieke kenmerken van verschillende groepen calcificerende plankton, die hun geografische verspreiding, ecologische rol en kwetsbaarheden bepalen. Coccolithoforen, de belangrijkste producenten van CaCO₃, zijn bijzonder gevoelig voor verzuring, omdat ze geen gespecialiseerde pompen hebben om zuurheid uit hun cellen te verwijderen. Foraminiferen en pteropoden beschikken daarentegen wel over deze pompen, maar worden geconfronteerd met verschillende drukfactoren, van zuurstofverlies tot opwarmende wateren. Samen bepalen deze groepen het lot van koolstof in de oceaan. Het negeren van hun diversiteit kan leiden tot een te simplistische weergave van hoe de oceaan reageert op klimaatstressoren.
Het artikel roept op tot dringende inspanningen om de groep-specifieke productie, oplossing en export van calciumcarbonaat beter te kwantificeren, en om deze dynamiek op te nemen in klimaatsmodellen. Dit zou nauwkeurigere voorspellingen van oceaan-atmosfeerfeedback, koolstofvastlegging en zelfs de interpretatie van sedimentrecords die worden gebruikt om het verleden klimaat te reconstrueren mogelijk maken.
“Als we de kleinste organismen van de oceaan negeren, missen we misschien belangrijke klimaatsdynamiek,” zegt Dr. Ziveri. “Het integreren van calcificerende plankton in klimaatsmodellen zou scherpere voorspellingen en diepere inzichten kunnen bieden in hoe ecosystemen en samenlevingen mogelijk worden beïnvloed.”
De onderzoekers concluderen dat het aanpakken van deze kennislacunes cruciaal is voor het ontwikkelen van een nieuwe generatie klimaatsmodellen die beter de biologische complexiteit van de oceanen vastlegt.
