MBARI-onderzoekers hebben onlangs hoge concentraties kooldioxide gemeten in lucht die vanuit steden en landbouwgebieden naar zee werd geblazen. inclusief Silicon Valley. In een nieuwe krant in PLOS EEN , ze berekenen dat dit voorheen ongedocumenteerde proces de hoeveelheid kooldioxide die oplost in de kustwateren van de oceaan met ongeveer 20 procent zou kunnen verhogen.

Hun berekeningen uitbreiden naar kustgebieden over de hele wereld, de onderzoekers schatten dat dit proces elk jaar 25 miljoen ton extra koolstofdioxide aan de oceaan zou kunnen toevoegen, die goed zou zijn voor ongeveer één procent van de totale jaarlijkse opname van koolstofdioxide door de oceaan. Dit effect wordt momenteel niet meegenomen in berekeningen van hoeveel koolstofdioxide in de oceaan terechtkomt door de verbranding van fossiele brandstoffen.

Minder dan de helft van de koolstofdioxide die de mens de afgelopen 200 jaar heeft uitgestoten, is in de atmosfeer achtergebleven. De rest is in bijna gelijke verhoudingen opgenomen door de oceaan en terrestrische ecosystemen. Hoe snel koolstofdioxide in een bepaald gebied in de oceaan terechtkomt, hangt af van een aantal factoren, inclusief de windsnelheid, de temperatuur van het water, en de relatieve concentraties van kooldioxide in het oppervlaktewater en in de lucht net boven het zeeoppervlak.

MBARI meet sinds 1993 bijna continu kooldioxideconcentraties in de lucht en het zeewater van Monterey Bay. Maar pas in 2017 begonnen onderzoekers zorgvuldig te kijken naar de atmosferische gegevens die werden verzameld door robots op het zeeoppervlak. "Een van onze zomerstagiaires, Diego Sancho-Gallegos, analyseerde de atmosferische koolstofdioxidegegevens van onze onderzoeksligplaatsen en vond veel hogere niveaus dan verwacht, ", legt MBARI biologische oceanograaf Francisco Chavez uit.

Chávez vervolgde, "Als deze metingen aan boord van een schip waren gedaan, onderzoekers zouden hebben gedacht dat de extra koolstofdioxide afkomstig was van het uitlaatsysteem van de motor van het schip en zouden ze hebben verdisconteerd. Maar onze ligplaatsen en oppervlakterobots geven geen koolstofdioxide af aan de atmosfeer."

Begin 2018 begon MBARI-onderzoeksassistent Devon Northcott te werken aan de dataset, het analyseren van kooldioxideconcentraties per uur in de lucht boven Monterey Bay. Hij merkte nog een opvallend patroon op:de kooldioxideconcentraties piekten in de vroege ochtend.

Hoewel atmosferische wetenschappers eerder pieken in de kooldioxideconcentraties in sommige steden en landbouwgebieden in de vroege ochtend hadden opgemerkt, dit was de eerste keer dat dergelijke pieken waren gemeten boven oceaanwater. De bevinding was ook in tegenspraak met een algemene wetenschappelijke veronderstelling dat concentraties van koolstofdioxide in oceaangebieden niet veel variëren in tijd of ruimte.

Northcott was in staat om de bronnen van deze extra kooldioxide op te sporen met behulp van metingen gemaakt van een robotachtig oppervlaktevaartuig genaamd een Wave Glider, die heen en weer reist over Monterey Bay en wekenlang metingen doet van koolstofdioxide in de lucht en de oceaan.

"Omdat we metingen hebben gedaan met de Wave Glider op veel verschillende locaties in de baai, "Norcott legde uit, "Ik zou de positie van de Wave Glider en de snelheid en richting van de wind kunnen gebruiken om de richting te bepalen waar de koolstofdioxide vandaan kwam."

De gegevens suggereerden twee belangrijke bronnen voor de ochtendpieken in kooldioxide:de Salinas en Santa Clara Valleys. De Salinas Valley is een van de grootste landbouwgebieden van Californië, en veel planten geven 's nachts kooldioxide af, wat zou kunnen verklaren waarom er vanuit deze regio meer koolstofdioxide in de lucht zat. Santa Clara Valley [ook bekend als Silicon Valley] is een dicht stedelijk gebied, waar lichte wind en andere atmosferische omstandigheden in de vroege ochtend kooldioxide konden concentreren die vrijkwam uit auto's en fabrieken.

De typische ochtendbries waait rechtstreeks vanuit de Salinas-vallei over Monterey Bay. De ochtendbries voert ook lucht uit de Santa Clara-vallei naar het zuiden en vervolgens naar het westen door een opening in de bergen (Hecker Pass) en over Monterey Bay.

"We hadden dit bewijs dat de koolstofdioxide uit een stedelijk gebied kwam, " legde Northcott uit. "Maar toen we naar de wetenschappelijke literatuur keken, er was niets over lucht uit stedelijke gebieden die de kustoceaan aantastte. Hier hadden mensen over nagedacht, maar niemand had het eerder systematisch gemeten."

De onderzoekers zien dit artikel niet als een laatste woord, maar als een "wake-up call" voor andere wetenschappers. "Dit roept veel vragen op waarvan we hopen dat andere onderzoekers zullen kijken, " zei Chavez. "Een van de eerste en belangrijkste dingen zou zijn om gedetailleerde metingen te doen van kooldioxide in de atmosfeer en de oceaan in andere kustgebieden. We moeten weten of dit een wereldwijd fenomeen is. We willen ook de sfeermodellengemeenschap erbij betrekken."

"We hebben geschat dat dit de hoeveelheid koolstofdioxide die de kustwateren binnenkomt met ongeveer 20 procent zou kunnen verhogen, " zei Chavez. "Dit zou een effect kunnen hebben op de zuurgraad van het zeewater in deze gebieden. Helaas, we hebben geen goede manier om deze toename van de zuurgraad te meten, omdat koolstofdioxide tijd nodig heeft om in de oceaan te komen en de koolstofdioxideconcentraties dramatisch variëren in kustwateren."

"Er moeten andere verontreinigende stoffen in deze stedelijke lucht zijn die ook de kustoceaan aantasten, " hij voegde toe.

"Dit is weer een geval waarin de gegevens van de autonome robots en sensoren van MBARI ons tot nieuwe en onverwachte ontdekkingen hebben geleid, " zei Chavez. "Hopelijk zullen andere wetenschappers deze resultaten zien en willen weten of dit in hun eigen achtertuin gebeurt."