In het Canadese Noordpoolgebied, een mysterie houdt wetenschappers en lokale gemeenschappen al tientallen jaren bezig:waarom hebben zeedieren in het westelijke noordpoolgebied hogere kwikniveaus dan die in het oosten?

De trend is overal in het voedselweb te zien, van het kleine zoöplankton dat langs de oceaanstromingen drijft tot grote zoogdieren zoals ijsberen.

Het is belangrijk omdat kwik een verontreiniging is van wereldwijde zorg en gemeenschappen in het noorden afhankelijk zijn van de oceaan voor voedsel. Kwik kan bij sommige dieren reproductieve problemen veroorzaken, ernstige neurologische schade bij mensen en belemmeren de ontwikkeling van zuigelingen.

Eerdere studies hadden geprobeerd het verschil tussen oost en west te verklaren door te kijken waar het kwik dat in de oceaan terechtkomt vandaan komt. Maar onze nieuwe studie laat zien dat het antwoord op dit mysterie in de oceaan zelf ligt.

Een delicaat evenwicht

In het Noordpoolgebied, zeezoogdieren zoals ijsberen, beluga-walvissen en zeehonden vormen een belangrijk onderdeel van de traditionele jacht op levensonderhoud en de cultuur van de noordelijke inheemse volkeren.

Nu Arctische gemeenschappen de dupe worden van de gevolgen van klimaatverandering en wereldwijde industrialisatie, de hoge niveaus van verontreinigingen, vooral kwik, gevonden bij deze dieren — en bij mensen — heeft veel aandacht gekregen.

Vaak, noordelijke inheemse moeders en vrouwen in de vruchtbare leeftijd hebben bloedkwikspiegels die de veilige limiet overschrijden. Behoud van de voedingswaarde en culturele voordelen van marien landvoedsel, zoals zeehonden en walvissen, terwijl het verminderen van de potentiële gezondheidsrisico's van kwik een grote uitdaging is geworden voor inheemse volkeren in het noordpoolgebied.

Bronnen of processen?

Eerder onderzoek suggereerde dat zeedieren in het westelijke Canadese Noordpoolgebied meer kwik bevatten omdat de regio meer kwik uit verschillende bronnen ontvangt, inclusief atmosferische emissies uit Oost-Azië, rivierafvoer van grote stroomgebieden zoals de Mackenzie en kusterosie en ontdooien van de permafrost.

Echter, het kwik uit al deze bronnen bestaat bijna uitsluitend in zijn anorganische vorm, als kwikdamp en kwik dat gebonden is aan stofdeeltjes, bijvoorbeeld.

Als het eenmaal in de oceaan is, echter, wat anorganisch kwik kan worden omgezet in een organische vorm, methylkwik genoemd. Niet alleen wordt methylkwik efficiënter opgenomen door plankton en andere micro-organismen, maar het kan opbouwen, of bioaccumuleren, in organismen terwijl het langs het voedselweb beweegt via een proces dat bekend staat als biomagnificatie. Zoals het doet, het heeft de neiging om meer schade toe te brengen aan roofvissen, vogels en zoogdieren.

Al meer dan een decennium, wetenschappers hebben vermoed dat de belangrijkste factor die het kwikgehalte in Arctische zeedieren regelt niet is waar het kwik vandaan komt (bronnen), maar, eerder de omzetting van anorganisch kwik in methylkwik in de oceaan (processen). Nu hebben we het antwoord.

De oceaan profileren

Tijdens de zomer van 2015 we namen deel aan een expeditie naar het Canadese Noordpoolgebied onder leiding van ArcticNet, een Canadees onderzoeksnetwerk dat zich toelegt op de studie van het veranderende Noordpoolgebied, in samenwerking met het Canadese Arctic GEOTRACES-programma, om de distributiepatronen van kwik samen met andere sporenelementen te bestuderen.

We hebben acht weken aan boord van een ijsbreker gewoond, de CCGS Amundsen, waar we zeewatermonsters analyseerden die op verschillende diepten langs een 5, 200 kilometer lang transect dat begon in de Labradorzee in de Noord-Atlantische Oceaan, reisde door de Canadese Arctische Archipel en ging verder naar de Beaufortzee en het Canada Basin in het westen.

Onze resultaten toonden aan dat de concentraties van totaal kwik – anorganisch kwik plus methylkwik – over het algemeen lager in het westelijke Canadese Noordpoolgebied dan in het oosten. Dit druist in tegen de kwiktrends die zijn waargenomen bij zeedieren.

Lagen van begrip

methylkwik, anderzijds, vertoont zeer onthullende verspreidingspatronen:de concentratie is het laagst aan het zeeoppervlak, neemt toe tot een maximum op diepten tussen 100 en 300 meter, en daalt vervolgens naar de bodem van de oceaan.

Dit patroon, waar een oceaanlaag onder het oppervlak is verrijkt met methylkwik, is waargenomen in andere oceanen. Wat onze ontdekking anders maakt, is dat de "met methylkwik verrijkte laag" in het noordpoolgebied veel ondieper is dan elders.

We ontdekten ook dat de piekconcentratie van methylkwik in de verrijkte laag in het Canadese Noordpoolgebied het hoogst is in het westen en het laagst in het oosten, weerspiegelt de kwiktrend bij zeedieren.

De ondiepheid van de met methylkwik verrijkte laag is belangrijk, omdat het in het leefgebied van zoöplankton en andere organismen in de buurt van de bodem van het voedselweb ligt. Hierdoor kan methylkwik gemakkelijk door deze dieren worden opgenomen, en vervolgens biomagnified in zoogdieren.

Dus we denken dat we het mysterie hebben opgelost:de hogere kwikniveaus in zeedieren in het westelijke Canadese Noordpoolgebied worden veroorzaakt door hogere methylkwikconcentraties in ondiepe zeewateren.

Lange reis naar herstel

in 2017, het Verdrag van Minamata inzake kwik - een juridisch bindende, wereldwijd verdrag dat tot doel heeft het kwik in het milieu te verminderen, in werking getreden. Canada speelde een actieve rol in de onderhandelingen over het verdrag en was een van de eerste landen die het ratificeerden.

Toch impliceert onze studie dat het lang zal duren voordat de kwikniveaus in Canadese Arctische zeezoogdieren dalen, zelfs als het verdrag volledig wordt uitgevoerd. Herstel zal sterk afhangen van milieu- en klimatologische processen, zoals die waarbij anorganisch kwik wordt omgezet in methylkwik.

Beleidsmakers en inheemse volkeren in het noorden moeten voorbereid zijn op de noodzaak om op lange termijn een evenwicht te vinden tussen de voordelen en risico's van de consumptie van voedsel uit het mariene land.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.