De oceaanbodem zoals we die kennen, lost snel op als gevolg van menselijke activiteit.

Normaal gesproken is de diepzeebodem kalkwit. Het is samengesteld, grotendeels, van het mineraal calciet (CaCO3) gevormd uit de skeletten en schelpen van veel planktonische organismen en koralen. De zeebodem speelt een cruciale rol bij het beheersen van de mate van verzuring van de oceaan. Het oplossen van calciet neutraliseert de zuurgraad van de CO2, en voorkomt zo dat zeewater te zuur wordt. Maar deze dagen, in ieder geval in bepaalde hotspots zoals de noordelijke Atlantische Oceaan en de zuidelijke oceanen, het krijtachtige bed van de oceaan wordt meer troebel bruin. Als gevolg van menselijke activiteiten is het CO2-gehalte in het water zo hoog, en het water is zo zuur, dat het calciet gewoon wordt opgelost.

Het door McGill geleide onderzoeksteam dat hun resultaten deze week publiceerde in een onderzoek in PNAS geloven dat wat ze vandaag zien slechts een voorproefje is van de manier waarop de oceaanbodem in de toekomst hoogstwaarschijnlijk zal worden aangetast.

Langdurige gevolgen

"Omdat het decennia of zelfs eeuwen duurt voordat CO2 naar de bodem van de oceaan is gezakt, bijna alle CO2 die door menselijke activiteit wordt gecreëerd, bevindt zich nog steeds aan de oppervlakte. Maar in de toekomst, het zal de diepe oceaan binnenvallen, verspreiden zich boven de oceaanbodem en zorgen ervoor dat nog meer calcietdeeltjes op de zeebodem oplossen, ", zegt hoofdauteur Olivier Sulpis die aan zijn doctoraat werkt in McGill's Dept. of Earth and Planetary Sciences. "De snelheid waarmee CO2 momenteel in de atmosfeer wordt uitgestoten, is uitzonderlijk hoog in de geschiedenis van de aarde, sneller dan in welke periode dan ook sinds in ieder geval het uitsterven van de dinosauriërs. En in een veel sneller tempo dan de natuurlijke mechanismen in de oceaan aankunnen, dus het roept zorgen op over de niveaus van oceaanverzuring in de toekomst."

Bij toekomstig werk, de onderzoekers zijn van plan om te kijken hoe deze ontbinding van de diepe oceaanbodem zich de komende eeuwen waarschijnlijk zal ontwikkelen, onder verschillende potentiële toekomstige CO2-emissiescenario's. Ze zijn van mening dat het van cruciaal belang is voor wetenschappers en beleidsmakers om nauwkeurige schattingen te maken van hoe mariene ecosystemen zullen worden beïnvloed, op lange termijn, door verzuring veroorzaakt door de mens.

Hoe het werk is gedaan

Omdat het moeilijk en duur is om metingen in de diepzee te verkrijgen, de onderzoekers creëerden een reeks zeebodemachtige micro-omgevingen in het laboratorium, het reproduceren van abyssale bodemstromen, zeewatertemperatuur en -chemie, evenals sedimentsamenstellingen. Deze experimenten hielpen hen te begrijpen wat de oplossing van calciet in mariene sedimenten regelt en stelden hen in staat om de oplossnelheid nauwkeurig te kwantificeren als een functie van verschillende omgevingsvariabelen. Door pre-industriële en moderne oplospercentages van de zeebodem te vergelijken, ze waren in staat om de antropogene fractie van de totale oplossnelheden te extraheren.

De snelheidsschattingen voor oceaanbodemstromingen kwamen van een oceaanmodel met hoge resolutie, ontwikkeld door de fysieke oceanograaf Brian Arbic van de Universiteit van Michigan en een voormalig postdoctoraal fellow in zijn laboratorium, David Trosman, die nu een onderzoeksmedewerker is aan de Universiteit van Texas-Austin.

"Toen David en ik deze simulaties ontwikkelden, toepassingen voor het oplossen van geologisch materiaal op de bodem van de oceanen waren verre van onze gedachten. Het laat je alleen maar zien dat wetenschappelijk onderzoek soms onverwachte omwegen kan nemen en onverwachte voordelen kan opleveren, " zei Arbic, een universitair hoofddocent aan de afdeling Aard- en Milieuwetenschappen van de Universiteit van Michigan.

Trossman voegt toe:"Net zoals klimaatverandering niet alleen over ijsberen gaat, oceaanverzuring gaat niet alleen over koraalriffen. Onze studie toont aan dat de effecten van menselijke activiteiten in veel regio's tot op de zeebodem duidelijk zijn geworden, en de resulterende verhoogde verzuring in deze regio's kan van invloed zijn op ons vermogen om de klimaatgeschiedenis van de aarde te begrijpen."

"Deze studie toont aan dat menselijke activiteiten het geologische record op de bodem van de oceaan oplossen, " zegt Arbic. "Dit is belangrijk omdat het geologische record bewijs levert voor natuurlijke en antropogene veranderingen."