Toename van fytoplankton in de Zuidelijke Oceaan kan helpen bij het bestrijden van de opwarming van de aarde

Nieuwe internationale studie toont aan dat plankton cruciaal is in de strijd tegen de opwarming van de aarde

Onder leiding van professoren Willy Baeyens en Yue Gao van de Vrije Universiteit Brussel (VUB) heeft een nieuwe internationale studie, gepubliceerd in One Earth, aangetoond dat plankton niet alleen de basis vormt van de mariene voedselketen, maar ook een belangrijke natuurlijke bondgenoot is in de strijd tegen de opwarming van de aarde.

In hun artikel, “Prevalentie van multi-micronutriëntbeperkingen van de groei van fytoplankton in de Zuidelijke Oceaan,” bieden de onderzoekers nieuwe inzichten in de werking en veerkracht van het ecosysteem van de Zuidelijke Oceaan. Ze onderzochten welke voedingsstoffen het ecosysteem aansteken, met bijzondere aandacht voor de groei en samenstelling van plankton.

Fytoplankton, of plantaardige organismen, fungeren als de longen van de oceaan. Door middel van fotosynthese zet het zonlicht en CO₂ om in zuurstof en organisch materiaal, waarmee het helpt de hoeveelheid CO₂ in de atmosfeer te verminderen. De Zuidelijke Oceaan, die Antarctica omringt, bevat relatief lage hoeveelheden fytoplankton.

“Aan het einde van de vorige eeuw beweerde een Amerikaanse onderzoeker dat deze schaarste te wijten was aan het gebrek aan ijzer in de oceaan,” zegt professor Baeyens. “Zijn beroemde uitspraak was: ‘Geef me een tanker vol ijzer en ik zal een nieuwe ijstijd creëren.’

Volgens Baeyens had hij gedeeltelijk gelijk. In experimenten waarbij opgelost ijzer in de oceaan werd geïntroduceerd, observeerden wetenschappers een tijdelijke maar significante bloei van plankton in de getroffen gebieden. Maar het verhaal is complexer. Hoewel ijzer inderdaad in zeer lage concentraties voorkomt, ontdekten Baeyens en Gao dat ook andere essentiële elementen—zoals kobalt, zink en silicium—scarce zijn.

Bovendien zijn niet alle chemische vormen van deze elementen geschikt voor opname door plankton. Het bepalen van zowel de aanwezigheid als de bruikbare vormen van deze elementen op zulke lage niveaus vormde een aanzienlijke wetenschappelijke uitdaging.

Om hun bevindingen te onderbouwen, combineerden de onderzoekers veldmetingen in de Zuidelijke Oceaan met computermodellering, waarbij ze de gegevens integreerden in een geavanceerde simulatie die de evolutie van alle belangrijke voedingsstoffen voorspelde. Wanneer de beschikbaarheid van bepaalde voedingsstoffen daalde, veranderde dit ook de soortensamenstelling van het plankton. Sommige soorten zijn groter en zwaarder en zinken sneller naar de diepe oceaan dan kleinere, lichtere soorten.

“Ongeveer 25% van het plankton zinkt uit de oppervlaktelaag van de oceaan naar de diepzee,” leggen Baeyens en Gao uit. “De hoeveelheid CO₂ die zo tijdelijk uit de atmosfeer wordt verwijderd, is enorm als je het over alle oceanen ter wereld beschouwt. De oceanen zijn de grootste put voor atmosferisch CO₂. Dankzij deze zogenaamde biologische pomp kan de door plankton gebonden koolstof honderden jaren opgeslagen blijven. Dit mechanisme is van vitaal belang voor de klimaatbalans van de planeet.”

“Met ons model kunnen we precies berekenen waar, wanneer en in welke hoeveelheden bepaalde voedingsstoffen aan de oceaan moeten worden toegevoegd om optimale planktongroei te stimuleren,” vervolgen de onderzoekers. “Bovendien kunnen we de koolstofopname maximaliseren door ons te richten op planktonsoorten die efficiënter naar de diepzee zinken.”

“Ons verfijnde model stelt ons in staat om veel preciezer te experimenteren met de optimale chemische vormen waarin deze stoffen de oceaan moeten binnendringen. Op deze manier kunnen we ons aanzienlijke tijd kopen—potentieel enkele honderden jaren—in de strijd tegen klimaatverandering.”

Tegenwoordig zijn wetenschappers veel beter toegerust om de effecten van klimaatverandering op het ecosysteem van de Zuidelijke Oceaan te monitoren en te mitigeren. “We begrijpen nu dat de oceaan geen passieve spons is, maar een dynamisch systeem waarin kleine organismen en hun chemische processen een beslissende rol spelen in het wereldwijde klimaat,” concluderen de auteurs.

“Het is van vitaal belang om dit onderzoeksgebied voort te zetten, vooral door middel van proeven met bemesting op pilootschaal. Dit zou ons in staat stellen om dergelijke interventies op een wetenschappelijk verantwoorde manier te begeleiden—planktonbiomassa te verhogen en meer kooldioxide uit de atmosfeer te verwijderen. Op deze manier kunnen we helpen de opwarming van de aarde te beperken en bijdragen aan de langdurige duurzaamheid van onze omgeving.”