Een internationaal onderzoeksproject onder leiding van wetenschappers van ETH Zürich heeft de hoeveelheid door de mens veroorzaakte CO . bepaald ₂ uitstoot door de oceaan tussen 1994 en 2007. Niet alle CO ₂ gegenereerd tijdens de verbranding van fossiele brandstoffen blijft in de atmosfeer en draagt ​​bij aan de opwarming van de aarde. De oceaan en de ecosystemen op het land nemen aanzienlijke hoeveelheden van deze door de mens gemaakte CO . op ₂ emissies uit de atmosfeer.

De oceaan neemt CO . op ₂ in twee stappen:eerst, de CO ₂ lost op in het oppervlaktewater. Nadien, de kantelende circulatie van de oceaan verdeelt het:oceaanstromingen en mengprocessen transporteren de opgeloste CO ₂ van het oppervlak tot diep in het binnenste van de oceaan, waar het zich in de loop van de tijd ophoopt.

Koolstofput in de oceaan

Deze kantelende circulatie is de drijvende kracht achter de oceanische gootsteen voor CO ₂ . De grootte van deze spoelbak is erg belangrijk voor de atmosferische CO ₂ niveaus:zonder deze gootsteen, de concentratie van CO ₂ in onze atmosfeer en de mate van antropogene klimaatverandering aanzienlijk hoger zou zijn.

Bepalen welk aandeel van de door de mens veroorzaakte CO ₂ de oceanen absorberen is al lang een prioriteit voor klimaatonderzoekers. Een internationaal team van wetenschappers onder leiding van Nicolas Gruber, Professor voor Milieufysica aan de ETH Zürich, heeft nu deze oceanische gootsteen bepaald over een periode van 13 jaar. Zoals gemeld in het laatste nummer van Wetenschap , de onderzoekers hebben ontdekt dat de oceaan tussen 1994 en 2007 maar liefst 34 gigaton (miljarden metrische tonnen) door de mens gemaakte koolstof uit de atmosfeer heeft opgenomen. Dit cijfer komt overeen met 31 procent van alle antropogene CO ₂ in die tijd uitgestoten.

De mariene gootsteen is intact

Dit percentage CO ₂ dat door de oceanen wordt opgenomen, relatief stabiel is gebleven in vergelijking met de voorgaande 200 jaar, maar de absolute hoeveelheid is aanzienlijk toegenomen. Dit komt omdat zolang de atmosferische concentratie van CO ₂ stijgt, de oceanische gootsteen wordt min of meer proportioneel sterker:hoe meer CO ₂ zit in de atmosfeer, des te meer wordt geabsorbeerd door de oceanen - totdat het uiteindelijk verzadigd raakt.

Tot dusver, dat punt is niet bereikt. "In de onderzochte periode de mondiale oceaan bleef antropogene CO . opnemen ₂ met een snelheid die congruent is met de toename van atmosferische CO ₂ , ’ legt Gruber uit.

Deze op data gebaseerde onderzoeksresultaten bevestigen ook verschillende eerdere, op modellen gebaseerde schattingen van de oceaanput voor door de mens veroorzaakte CO ₂ . "Dit is een belangrijk inzicht, ons het vertrouwen geven dat onze benaderingen correct zijn geweest, " voegt Gruber toe. De resultaten stellen de onderzoekers verder in staat om conclusies te trekken over de CO ₂ verzakking van de ecosystemen op het land, die moeilijker te bepalen zijn.

Regionale verschillen in de opnamesnelheid

Hoewel de algemene resultaten wijzen op een intacte oceaanput voor door de mens veroorzaakte CO ₂ , de onderzoekers ontdekten ook in de verschillende oceaanbekkens aanzienlijke afwijkingen van de verwachte opname van de stijging van de atmosferische CO ₂ . De Noord-Atlantische Oceaan, bijvoorbeeld, geabsorbeerd 20 procent minder CO ₂ dan verwacht tussen 1994 en 2007. "Dit is waarschijnlijk te wijten aan de vertraging van de Noord-Atlantische Meridional Overturning Circulation in de late jaren 1990, die zelf hoogstwaarschijnlijk een gevolg is van klimaatvariabiliteit, ", legt Gruber uit. Maar deze lagere zinkput in de Noord-Atlantische Oceaan werd gecompenseerd door een aanzienlijk grotere opname in de Zuid-Atlantische Oceaan, zodat de opname door de hele Atlantische Oceaan zich ontwikkelde zoals verwacht.

De onderzoekers documenteerden soortgelijke fluctuaties in de Zuidelijke Oceaan, in de Stille en de Indische Oceaan. Gruber benadrukt:"We hebben geleerd dat de mariene gootsteen niet alleen reageert op de toename van atmosferische CO ₂ . De aanzienlijke gevoeligheid voor klimaatvariaties suggereert een aanzienlijk potentieel voor feedback met de aanhoudende klimaatverandering."

Resultaten van twee onderzoeken

De resultaten zijn gebaseerd op een wereldwijd onderzoek naar CO ₂ en andere chemische en fysische eigenschappen in de verschillende oceanen, gemeten vanaf het oppervlak tot een diepte van maximaal 6 kilometer. Wetenschappers uit 7 landen namen deel aan het internationaal gecoördineerde programma dat in 2003 van start ging. Wereldwijd hebben ze tot 2013 meer dan 50 onderzoekscruises uitgevoerd. die vervolgens werden gesynthetiseerd tot een wereldwijd dataproduct.

Voor hun analyses de onderzoekers gebruikten een nieuwe statistische methode ontwikkeld door Gruber en zijn voormalige Ph.D. student, Dominicus Clemens. Met deze methode konden ze onderscheid maken tussen de veranderingen in de door de mens veroorzaakte en de natuurlijke CO ₂ componenten die de veranderingen in de totale concentratie van opgeloste CO . vormen ₂ in het water. Natuurlijke CO ₂ verwijst naar de hoeveelheid CO ₂ die vóór de industrialisatie in de oceanen bestonden.

Gruber had rond de millenniumwisseling al deelgenomen aan een soortgelijk onderzoek. Met behulp van waarnemingen verkregen van de allereerste wereldwijde CO ₂ onderzoek uitgevoerd tussen het einde van de jaren tachtig en het midden van de jaren negentig, die studie schatte dat de oceaan ongeveer 118 gigaton koolstof had opgenomen vanaf het begin van de industrialisatie rond 1800 tot 1994. Zijn huidige team van onderzoekers breidde deze analyse uit tot 2007, waardoor ze niet alleen het budget voor door de mens veroorzaakte CO . kunnen vaststellen ₂ voor de periode 1994 tot en met 2007, maar ook om de intactheid van de koolstofput in de oceaan te beoordelen.

CO . verhogen ₂ inhoud verzuurt mariene habitats

Door het tempo van de opwarming van de aarde te matigen, de oceanische gootsteen voor door de mens gemaakte CO ₂ levert een belangrijke dienst aan de mensheid, maar het heeft zijn prijs:de CO ₂ opgelost in de oceaan verzuurt het water. "Onze gegevens hebben aangetoond dat deze verzuring tot diep in het binnenste van de oceaan reikt, die zich gedeeltelijk uitstrekken tot een diepte van meer dan 3000 m, ' zegt Gruber.

Dit kan ernstige gevolgen hebben voor veel mariene organismen. Calciumcarbonaat lost spontaan op in verzuurde omgevingen, die een gevaar vormt voor mosselen en koralen waarvan de schelpen en skeletten zijn gemaakt van calciumcarbonaat. De veranderende chemische samenstelling van de oceaan kan ook invloed hebben op fysiologische processen zoals het ademen van vissen. Gruber is ervan overtuigd:"Het documenteren van de chemische veranderingen die door menselijke activiteit in de oceaan worden veroorzaakt, is cruciaal, niet in de laatste plaats om de impact van deze veranderingen op het leven in zee te begrijpen."