Een nieuwe beoordeling van siliciumcycli in glaciale omgevingen, geleid door wetenschappers van de Universiteit van Bristol, benadrukt het potentiële belang van gletsjers bij de export van silicium naar stroomafwaartse ecosystemen.

Dit, zeggen de onderzoekers, zou implicaties kunnen hebben voor de primaire productiviteit van de zee en de koolstofcyclus op de tijdschalen van ijstijden beïnvloeden.

Dit komt omdat silica nodig is voor primaire producenten, zoals diatomeeën (een vorm van algen die tot 35 procent van alle primaire mariene productiviteit uitmaken), en deze primaire producenten verwijderen aanzienlijke hoeveelheden koolstofdioxide uit de atmosfeer, transporteren naar de diepe oceaan.

Hoofdauteur Jade Hatton van de School of Earth Sciences van de University of Bristol, zei:"Het is belangrijk dat we de rol begrijpen die gletsjers spelen in siliciumcycli en we hebben eerder gepubliceerd werk onderzocht over subglaciale verwering en nutriëntenfluxen om deze beoordeling samen te brengen, gericht op de chemische vingerafdruk van silicium geëxporteerd uit deze omgevingen."

Het team, wiens bevindingen deze week in het tijdschrift werden gepubliceerd Procedures van Royal Society A , een aantal van de 'grote vragen' die momenteel gletsjers en de export van silicium omringen, in overweging genomen, waaronder de verschillen in de chemische vingerafdruk van silicium tussen glaciale en niet-glaciale rivieren, en of verweringsprocessen die plaatsvinden onder gletsjers deze verschillen veroorzaken.

Door nieuwe metingen van smeltwater van meer dan 20 gletsjers in IJsland te combineren, Alaska, Groenland en Noorwegen met bestaande gegevens, het artikel laat zien dat de chemische vingerafdruk van silicium dat uit gletsjers wordt geëxporteerd, anders is dan silicium in niet-glaciale rivieren.

Deze chemische handtekening (de samenstelling van siliciumisotopen) helpt om de aard van verweringsprocessen onder gletsjers te begrijpen.

Jade Hatton voegde toe:"Gegevens van zo'n reeks gletsjers vertegenwoordigen een aanzienlijke inspanning op het gebied van veldwerk en vertegenwoordigen een enorme verbetering in onze kennis van de isotopensignatuur van silicium uit gletsjers.

"We suggereren dat de verschillende isotopensamenstelling van silicium in gletsjerwater wordt aangedreven door de hoge fysieke erosiesnelheden onder gletsjers.

"Dit heeft gevolgen voor hoe we subglaciale verweringsprocessen en de export van voedingsstoffen uit glaciale omgevingen begrijpen."

Deze nieuwe gegevens worden gepresenteerd naast werk dat eerder is uitgevoerd in IJsland en Groenland om sterker bewijs te leveren dat de relatie tussen gletsjersmeltwater en een duidelijke signatuur van siliciumisotoop geldt.

De onderzoekers hopen dat deze bredere dataset in de toekomst zal helpen bij het informeren van meer complexe computermodellen, voortbouwend op ons eerdere modelleringswerk dat het belang van glaciaal silica op glaciaal-interglaciale tijdschalen heeft aangetoond.

De paper biedt ook een bespreking van de complexiteit van glaciale omgevingen en belicht enkele van de belangrijke vragen die nog steeds onzeker zijn, inclusief het belang van deeltjesvormig silica bij het beschouwen van de totale exportstroom uit glaciale omgevingen.

Jade Hatton zei:"Er is heel weinig werk gedaan om de vorming van dit 'amorfe' silica onder gletsjers te begrijpen. We suggereren dat de hoge fysieke erosie binnen deze systemen buitengewoon belangrijk is, moedig toekomstige werkzaamheden echter aan om dit verder te beperken.

"Een ander onderwerp waar momenteel veel over wordt gedebatteerd, is de rol van fjorden bij het recyclen van nutriënten, wat resulteert in onzekerheden in de stromen van glaciale voedingsstoffen die de open oceaan bereiken. Financiering van de ERC (ICY-LAB) en de Royal Society stelt ons in staat om het onderzoek op dit gebied voort te zetten, met projecten over biogeochemische cycli in Groenlandse fjorden.

"We kijken ernaar uit om licht te kunnen werpen op deze onzekerheden door gebruik te maken van een reeks analyses van veldwerk in deze fjordomgevingen."