De oceaan heeft een grote invloed op het wereldklimaat en moet worden meegenomen in de modellering om toekomstige klimaatverandering te voorspellen.

Maar de oceaan is complex, met name de ingewikkelde biochemische processen die de opname van koolstofdioxide (CO2) uit de atmosfeer regelen.

De complexiteit van deze biochemische processen maakt het moeilijk om nauwkeurig te simuleren hoe de oceaan CO2 uit de atmosfeer opneemt en hoe deze koolstof wordt opgeslagen als de mondiale omstandigheden veranderen.

In plaats van een dieper begrip, legacy-code die in oceaanmodellen wordt gebruikt, heeft grotendeels het mariene ecosysteem en de biochemische processen waaruit het mariene ecosysteem bestaat, weergegeven met behulp van vereenvoudigde vergelijkingen.

In een nieuwe studie gepubliceerd in Wereldwijde biogeochemische cycli , een tijdschrift van de American Geophysical Union, Pears Buchanan, een wetenschapper aan het Instituut voor Mariene en Antarctische Studies aan de Universiteit van Tasmanië, en zijn team integreerden nieuwe, dynamische manieren om mariene ecosysteemprocessen in oceaanmodellen weer te geven.

Bij het toepassen ervan ze ontdekten dat een meer realistische weergave van het mariene ecosysteem de oceaan hielp om koolstof met vergelijkbare snelheden op te nemen en op te slaan, ongeacht wereldwijde veranderingen in fysieke eigenschappen, zoals temperatuur, zoutgehalte en circulatie.

De hoeveelheid koolstof opgeslagen in de oceaan was half zo gevoelig voor grote fysieke veranderingen als voorheen, bij het gebruik van de simplistische vergelijkingen.

Dit betekent dat een stijging van de temperatuur en de daarmee gepaard gaande reorganisatie van de oceaancirculatie, bijvoorbeeld, had minder effect op het vermogen van het mariene ecosysteem om CO2 uit de atmosfeer op te nemen en op te slaan in de ondergrondse lagen van de oceaan.

Deze "buffering" die de biologie biedt, suggereert dat belangrijke eigenschappen mogelijk beter bestand zijn tegen wereldwijde veranderingen dan eerder werd gedacht.

"Door zijn grote volume en oppervlakte, de biogeochemische processen in de oceaan zijn de belangrijkste controle over de niveaus van CO2 en andere broeikasgassen in de atmosfeer, "Zei Buchanan. "Marine fytoplankton absorbeert koolstof op dezelfde manier als bomen op het land, en wanneer fytoplankton sterft en in de diepe oceaan zinkt, de koolstof die ze bevatten is duizenden jaren opgesloten. Dit proces staat bekend als de biologische pomp. Veel oudere modellen verklaren een zeer beperkt aantal manieren waarop de biologische pomp kan worden beïnvloed door fysische en chemische eigenschappen, die kunnen worden beïnvloed door klimaatverandering. Maar de biologische pomp bestaat eigenlijk uit veel complexe processen, elk met zijn eigen gevoeligheden voor omgevingsomstandigheden."

"Hoe fytoplanktongemeenschappen CO2 opnemen en exporteren naar het binnenland van de oceaan, en dus hoe CO2 in de atmosfeer de komende millennia zal evolueren, hangt af van deze gevoeligheden, voegde Buchanan toe. "Door te verbeteren hoe we de biologische pomp in de oceaan simuleren, we verbeteren allebei het model en onthullen deze onverwachte veerkracht, waarbij veranderingen op wereldschaal in de fysieke eigenschappen van de oceaan een kleiner effect hebben op de biologische pomp. De toegevoegde veerkracht van de biologische pomp zorgt ervoor dat de oceaan een sterke zinkput van atmosferische CO2 blijft, ondanks de opwarming en de toenemende gelaagdheid van de bovenste oceaan."

"Hoewel we geen rekening hebben gehouden met pH-veranderingen, we hebben aangetoond dat de kracht van de biologische pomp van de oceaan waarschijnlijk robuuster is tegen fysieke veranderingen dan eerder werd aangenomen", zei Buchanan.

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan AGU Blogs (http://blogs.agu.org), een gemeenschap van blogs over aarde en ruimtewetenschap, georganiseerd door de American Geophysical Union. Lees hier het originele verhaal.