Voor vele jaren, wetenschappers hebben gespeculeerd dat het zaaien van de oceaan met ijzer zou kunnen helpen om klimaatverandering af te wenden. IJzer in zeewater bevordert de groei van fytoplankton, die op zijn beurt koolstofdioxide uit de atmosfeer verslindt door middel van fotosynthese. IJzer zorgt ervoor dat de oceaan koolstof kan opnemen.

Maar alleen opgelost ijzer, niet de onopgeloste deeltjesvormen, werd gedacht om de groei van fytoplankton te stimuleren, ondanks de lage oplosbaarheid van ijzer in zeewater en de overvloed aan ijzerdeeltjes in de oceaan. Verder, men dacht dat de hoeveelheid ijzer in plaats van de chemische handtekening de snelheid van de groei van fytoplankton zou bepalen.

Nu heeft een interdisciplinair team van wetenschappers onder leiding van Elizabeth M. Shoenfelt en Benjamin Bostick van het Lamont-Doherty Earth Observatory van Columbia University ontdekt dat ijzerdeeltjes de groei van fytoplankton stimuleren, en dat de chemische vorm die ijzerdeeltjes aanneemt van cruciaal belang is voor de fotosynthese in de oceaan - niet alleen de beschikbare hoeveelheid ijzer. Het team ontdekte dat het ijzer in stof en sediment dat afkomstig is van gletsjers beter is in het bevorderen van de groei en fotosynthese van fytoplankton dan ijzer dat wordt gevonden in stof uit andere bronnen. Dit betekent dat gletsjers mogelijk een grotere rol spelen in de koolstofcyclus dan werd gedacht.

"Het is niet zo dat oplosbaar ijzer er niet toe doet, maar deeltjes, die de grootste componenten van het ijzer in de oceaan zijn, kan nogal wat, ’ zei Bosstick.

De bevindingen, gepubliceerd in de 23 juni-editie van het tijdschrift wetenschappelijke vooruitgang , laten zien dat in laboratoriumcultuur, een goed bestudeerde kustdiatomee groeit even goed met deeltjesijzer als met oplosbaar ijzer, en tot 2,5 keer sneller, en met een grotere fotosynthetische efficiëntie, wanneer gevoed met een vorm van ijzerdeeltjes geproduceerd door het malen van gletsjers tegen rots. De auteurs schatten dat de koolstofopnamesnelheid van de diatomeeën die door gletsjer geproduceerd ijzer consumeren vijf keer hoger zou zijn dan die van niet-gletsjerijzer wanneer verbeterde groei en fotosynthese worden gecombineerd.

Eerder onderzoek had aangetoond dat tijdens ijstijden, oceaanconcentraties van ijzer hebben de neiging om te stijgen. Gletsjers vermalen ijzerrijke gesteente die onder het ijs ligt wanneer ze zich uitstrekken en terugwijken door seizoenscycli. Het resulterende ijzerstof wordt op de wind naar zee gedragen. Maar niemand had de chemische vormen van ijzer in door gletsjers geproduceerd stof in verband gebracht met andere vormen met fotosynthese van fytoplankton.

"In feite maken gletsjers kunstmest voor de oceaan, " zei Bostick. "We laten zien dat het niet alleen is hoeveel stof de gletsjers maken, maar het feit dat de gletsjers bepaalde soorten rotsen vermalen, maakt een groot verschil."

Het onderzoeksteam nam het zogenaamde glaciogene stof dat ze in de laboratoriumcultuur gebruikten uit de regio Patagonië in Zuid-Amerika. Maar ze zeiden dat de mineralogie van glaciogeen stof overal ter wereld vergelijkbaar is. Het water dat ze gebruikten kwam uit de Zuidelijke Oceaan.

De resultaten van het team bieden een aantal mogelijkheden voor toekomstig onderzoek. Deze omvatten het bestuderen van het geologische record om veranderingen in de chemische vormen van ijzer in de oceaan in de loop van de tijd te identificeren, en die afstemmen op glaciale fluctuaties, zei Bostick. Hij zei dat verdere studie genetica zou kunnen gebruiken om te bestuderen hoe diatomeeën ijzer gebruiken.

"We willen graag mechanisch weten hoe het gebeurt, "zei Bostick. "Hierdoor begrijp je hoe het systeem kan worden gemanipuleerd, zodat we kunnen weten hoe de omgeving zou reageren."

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan Earth Institute, Columbia University:blogs.ei.columbia.edu.