Zuurstof in het zeewater is niet alleen van levensbelang voor de meeste mariene organismen, de concentraties ervan beïnvloeden ook de chemie van de oceaan en die van de atmosfeer erboven. In oceanische gebieden met zeer weinig zuurstof, bijvoorbeeld, grote hoeveelheden van het krachtige broeikasgas lachgas, ook wel lachgas genoemd, worden geproduceerd via biogeochemische processen en kunnen vervolgens in de atmosfeer terechtkomen.

Hoewel er langs enkele van de oostelijke grenzen van de Atlantische Oceaan een natuurlijke gematigde zuurstofminimumzone (OMZ) bestaat, de Atlantische OMZ, in tegenstelling tot de OMZ's van de Indische en Stille Oceaan, werd niet beschouwd als een gebied met extreem lage zuurstofconcentraties. Nieuwe bevindingen van een internationaal onderzoeksteam onder leiding van het Kiel Excellence Cluster "Future Ocean" en het GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel, echter, nu impliceren dat dit beeld moet worden gecorrigeerd. Deze studie is gisteren gepubliceerd in het tijdschrift Nature Publishing Group Wetenschappelijke rapporten .

"De reden waarom de extreem zuurstofarme regio's in de Atlantische Oceaan tot nu toe aan onderzoek zijn ontsnapt, is simpel:ze zijn relatief klein en mobiel in tegenstelling tot de bekende, grote en stationaire zuurstofminimumzones", legt Dr. Damian Grundle van het Bermuda Institute of Ocean Sciences uit, eerste auteur van de huidige studie en, tot voor kort, een wetenschapper bij de "Future Ocean"/GEOMAR. Extreem lage zuurstofconcentraties komen voor in de Atlantische Oceaan in oceaanwervelingen met een diameter tot 100 kilometer, die vanaf de West-Afrikaanse kust westwaarts over de oceaan migreren. Dergelijke wervelingen zijn moeilijk te detecteren met conventionele observatiemethoden, en vereisen een combinatie van satelliet, observaties van zweefvliegtuigen en schepen.

De eerste waarneming van een zuurstofarme werveling in de Atlantische Oceaan, echter, werd gedetecteerd door het Cape Verde Ocean Observatory, een project dat een oceaanobservatiemeer omvat ten noorden van het Kaapverdische eiland São Vicente. "We hadden een eerste indicatie van het bestaan ​​van deze speciale wervelingen, maar nog steeds geen exacte informatie uit hun interieur, " meldt de marien scheikundige Dr. Björn Fiedler van GEOMAR, die het project leidde.

Met de financiële steun van het Kiel Cluster of Excellence "The Future Ocean", een interdisciplinaire groep wetenschappers wachtte op hun volgende kans. Die kwam er in 2014:door middel van satellietobservatie ontdekten ze een potentiële zuurstofarme wervel, die zich voor de kust van Mauritanië vormde en naar Kaapverdië trok. Vanaf daar, het team zette autonome sensordragers in, zogenaamde zweefvliegtuigen, om de werveling te onderscheppen. Toen het de eilanden naderde, met het Kaapverdische onderzoeksschip ISLANDIA konden de onderzoekers ook rechtstreeks vanuit het eddy's center watermonsters nemen.

"Het toeval heeft ons ook geholpen. Op het moment dat we de draaikolk onderzochten, voerde het Duitse onderzoeksschip METEOR een lang geplande expeditie uit voor het Collaborative Research Centre 754 Kiel bij Kaapverdië. We hebben onze collega's snel overtuigd om de draaikolk te proeven, te, " zegt Dr. Fiedler. Hij voegt eraan toe:"Zonder de goede infrastructuur op de Kaapverdische eilanden en de langdurige samenwerking met onze collega's daar, deze campagne zou niet mogelijk zijn geweest."

Daarna werden de verkregen gegevens en watermonsters fysiek geëvalueerd, biogeochemisch en biologisch. "In een hele reeks publicaties, we waren in staat om opwindende nieuwe inzichten te krijgen in het tot nu toe onbekende fenomeen in de Atlantische Oceaan, " zegt dr. Fiedler.

De laatste studie, nu gepubliceerd in Wetenschappelijke rapporten , toont aan dat in de kern van de draaikolk, de hoogste niveaus van het broeikasgas lachgas ooit gemeten in de open Atlantische Oceaan werden gevonden in slechts 100 meter waterdiepte. Dit kan worden toegeschreven aan processen die de stikstof van de plantenvoedingsstof uit de oceaan kunnen uitputten, produceren, onder andere, lachgas in grote hoeveelheden, en wijst er verder op dat wetenschappers nu zouden moeten overwegen ons begrip van de chemische cycli in de Atlantische Oceaan te herzien.