Het opslaan van kooldioxide (CO2) diep onder de zeebodem is een manier om de toenemende concentratie van CO2 in de atmosfeer tegen te gaan. Maar wat gebeurt er als dergelijke opslagplaatsen beginnen te lekken en CO2 via de zeebodem ontsnapt? Antwoorden op deze vraag zijn nu gegeven door een onderzoek naar de effecten van CO2-emissies op de bewoners van zanderige bodemgebieden.

Dag-in, dagje uit, we laten bijna 100 miljoen ton koolstofdioxide (CO2) in de atmosfeer vrij. Een mogelijke maatregel tegen de gestaag toenemende broeikasgassen staat bekend als CCS (carbon capture and storage):Hier, de koolstofdioxide wordt opgevangen, bij voorkeur direct bij de elektriciteitscentrale, en vervolgens diep in de grond of onder de zeebodem opgeslagen. Echter, deze methode brengt het risico met zich mee dat reservoirs lekken en kooldioxide uit de grond naar het milieu kan ontsnappen. Het Europese onderzoeksproject ECO2, gecoördineerd bij GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel, gaat in op de vraag hoe mariene ecosystemen reageren op dergelijke CO2-lekken. De veldstudie van een internationale groep onderzoekers onder leiding van Massimiliano Molari van het Max Planck Instituut voor Mariene Microbiologie in Bremen en Katja Guilini van de Universiteit van Gent in België, nu gepubliceerd in wetenschappelijke vooruitgang , laat zien hoe lekkend CO2 de habitat van de zeebodem en zijn bewoners beïnvloedt.

Substantiële veranderingen aan algen, dieren en micro-organismen

Voor hun studie de onderzoekers bezochten natuurlijke CO2-lekken in de zanderige zeebodem voor de kust van Sicilië. Ze vergeleken het lokale ecosysteem met locaties zonder CO2-ventilatie. In aanvulling, ze wisselden zand uit tussen locaties met en zonder CO2-ventilatie om te bestuderen hoe de bodembewoners reageren en of ze zich kunnen aanpassen. Hun conclusie:verhoogde CO2-niveaus veranderen het ecosysteem drastisch. "De meeste dieren die op het terrein woonden verdwenen door het effect van de lekkende CO2", Massimiliano Molari meldt. "Ook het functioneren van het ecosysteem werd verstoord – en bovendien langetermijn. Zelfs een jaar nadat het CO2-geventileerde sediment naar ongestoorde locaties was getransporteerd, de typische zanderige sedimentgemeenschap had zich niet gevestigd."

De onderzoekers rapporteren de volgende details:

• Samen met de opstijgende gasbellen, voedingsstoffen werden naar de oppervlakte getransporteerd. Als resultaat, kleine algen in het zand groeiden veel beter.
• Vooral de kleine en grotere dieren (ongewervelde meio- tot marofauna) die het zand bewonen, werden zwaar getroffen door een CO2-lek:hun aantal en diversiteit namen aanzienlijk af met het toenemende kooldioxidegehalte. De biomassa van de dieren daalde tot een vijfde, hoewel er eigenlijk meer voedsel beschikbaar was vanwege de vele kleine algen
• Het aantal in de zeebodem levende micro-organismen nam niet af naarmate de CO2 toenam, maar hun samenstelling veranderde aanzienlijk.
• De gewijzigde gemeenschap van organismen leidde tot een verandering in het hele ecosysteem. De meeste bewoners kunnen zich op lange termijn niet aanpassen aan de veranderde omgevingsomstandigheden. In plaats daarvan, enkele soorten, die beter kunnen omgaan met de verhoogde CO2-niveaus, het zand bevolken.

"Een lek in een koolstofopslagsysteem onder de zee verandert fundamenteel de chemie van zanderige zeebodems en daarmee de functie van het hele ecosysteem", Molari vat het samen. "Dat is, er is een aanzienlijk risico dat een kooldioxidelek het lokale ecosysteem schaadt. Deze kooldioxide-opslagsystemen kunnen desalniettemin wereldwijd de impact van klimaatverandering verminderen."

Een eerste holistisch overzicht

Voor de eerste keer, deze huidige studie levert een "holistisch" beeld op van de effecten van toenemende CO2-concentraties op de zeebodem. Het houdt rekening met zowel biologische als biogeochemische processen en verschillende niveaus van de voedselketen, van microben tot grote ongewervelde dieren.

CCS-faciliteiten zijn al in bedrijf, bijvoorbeeld voor de Noorse kust. Binnen de Europese Unie, CCS wordt beschouwd als een sleuteltechnologie voor het verminderen van de uitstoot van broeikasgassen. "Onze resultaten laten duidelijk zien dat de locatiekeuze en planning van koolstofopslagsystemen onder de zeebodem ook een gedetailleerde studie van de bewoners en hun ecosysteem vereisen om schade te minimaliseren", benadrukt hoofdonderzoeker Antje Boetius. "Dat gezegd te hebben, wereldwijde bescherming van de zee omvat ook het nemen van maatregelen tegen de nog steeds hoge CO2-uitstoot."