Op twee tot zes kilometer diepte blijkt zinkende mariene sneeuw veel meer los te laten dan gedacht. Onderzoekers van de Universiteit van Zuid-Denemarken zagen microben daardoor binnen twee dagen dertig keer sneller groeien dan normaal, met mogelijke positieve gevolgen voor het klimaat: de oceaanbodem kan zo co2 opslaan.
Wat in zee naar beneden dwarrelt als mariene sneeuw, is allesbehalve afval: het vormt de brandstof voor leven in de donkerste delen van de oceaan. Een onderzoeksteam rond marien ecoloog Peter Stief van de afdeling Biologie van de Universiteit van Zuid-Denemarken (SDU) ontdekte in drukproeven met diatomeeën dat zulke deeltjes onderweg opvallend veel voedingsstoffen kunnen verliezen, tot de helft van hun opgeloste koolstof en 58 tot 63 procent van hun stikstof. Hoeveel van de koolstof die de oceaan opneemt, uiteindelijk echt de zeebodem bereikt, staat daarmee ter discussie.
De druk perst voedsel uit zinkende deeltjes
Op grote diepte hangt er boven elke vierkante centimeter zeewater een enorme waterkolom. Die hydrostatische druk werkt kennelijk als een soort pers: stoffen die in de zinkende klontjes zitten, komen vrij in het omringende water.
“De druk werkt bijna als een reusachtige sapcentrifuge: hij perst opgeloste organische stoffen uit de deeltjes, waarna microben ze meteen kunnen gebruiken.”
Peter Stief, marien ecoloog aan de Universiteit van Zuid-Denemarken, verbonden aan de onderzoekscentra Nordcee en het Danish Center for Hadal Research
Voor vrij rondzwemmende microben is dat een flinke meevaller. De vrijkomende stoffen bestaan vooral uit eiwitten en koolhydraten, precies het soort materiaal dat ze snel kunnen verteren. Het team zag hetzelfde patroon bij meerdere soorten diatomeeën, microscopisch kleine algen die vaak in klontjes naar beneden zakken.
Een maaltijd midden in de waterkolom
Het onderzoeksschip Polarstern ligt aangemeerd in het poolijs met onderzoekers op het ijs ervoor. Beeld: Wikimedia Commons.
De diepzee geldt vaak als voedselarm, omdat er geen zonlicht komt en planten er dus niet kunnen groeien. Toch krijgen microben onderweg naar de bodem nu een verse voorraad opgeloste organische stof aangeboden.
Dat verandert ook het beeld van waar de energie uit zinkend materiaal terechtkomt. Een deel wordt al in het water verbruikt door bacteriën, in plaats van pas op de zeebodem beschikbaar te komen voor dieren en microben die daar leven.
- De deeltjes werden in het lab gemaakt van diatomeeën die van nature samenklonteren.
- De onderzoekers hielden ze zwevend in draaiende druktanks, zodat ze niet naar de bodem van de proefopstelling zakten.
- Bij hogere druk nam de bacteriële ademhaling sterk toe, een teken dat de microben de lekkende stoffen daadwerkelijk verwerkten.
De oceaan blijkt minder goed afgesloten dan gedacht
De oceaan neemt koolstofdioxide uit de lucht op, waarna plankton een deel daarvan omzet in organisch materiaal. Zinkt dat materiaal helemaal naar de zeebodem en raakt het bedolven onder sediment, dan kan de koolstof daar miljoenen jaren vastliggen. Ook olie en aardgas zijn uiteindelijk ontstaan uit organisch materiaal dat zo langdurig werd begraven.
De lekkende koolstof volgt een andere route. Die blijft in diep water hangen en kan daar honderden tot duizenden jaren rondcirculeren voordat hij weer dichter bij het oppervlak komt en uiteindelijk opnieuw contact kan maken met de atmosfeer.
Als minder koolstof de zeebodem bereikt dan tot nu toe werd aangenomen, moeten klimaatmodellen beter meenemen hoeveel onderweg door microben wordt opgegeten en omgezet.
Goed om te weten
De oceaanbodem is geen uniforme opslagplaats. Alleen koolstof die onder lagen sediment terechtkomt, is voor extreem lange tijd uit de actieve koolstofkringloop verdwenen.
Van laboratorium naar de echte diepzee
Stief en zijn collega’s willen nu zien of dezelfde lekkage ook buiten het lab plaatsvindt. Tijdens een toekomstige expeditie in de Arctische Oceaan gaat het team met onderzoeksschip Polarstern zoeken naar moleculaire vingerafdrukken van het proces, zowel in oppervlaktewater als in diep water.
Die moleculaire sporen kunnen laten zien hoe wijdverbreid drukgestuurde lekkage voorkomt. De laboratoriumproeven wijzen erop dat het mechanisme niet aan één algensoort vastzit, maar waarschijnlijk in oceanen over de hele wereld speelt.
Het onderzoek krijgt steun uit het Europese programma Horizon 2020 en andere onderzoeksfondsen. De metingen aan boord van Polarstern moeten uitwijzen hoeveel van de koolstofstroom al verdwijnt voordat de mariene sneeuw de bodem bereikt.
