De koolstofcyclus van de aarde is cruciaal bij het beheersen van het broeikasgasgehalte in onze atmosfeer, en uiteindelijk ons ​​klimaat.

IJskappen die momenteel ongeveer 10 procent van het landoppervlak van onze aarde bedekken, 20 jaar geleden werden beschouwd als bevroren woestenijen, verstoken van leven en met onderdrukte chemische verwering - irrelevante delen van de koolstofcyclus.

Nu een toonaangevend internationaal team, onder leiding van professor Jemma Wadham van de School of Geographical Sciences van de University of Bristol en het Cabot Institute for the Environment, hebben een schat aan bewijs verzameld dat de afgelopen 20 jaar is gepubliceerd om aan te tonen dat ijskappen niet langer kunnen worden beschouwd als bevroren en passieve onderdelen van de koolstofcyclus van de aarde.

Hun bevindingen worden vandaag gepubliceerd in het tijdschrift Natuurcommunicatie .

Professor Wadham zei; "Een unieke reeks omstandigheden onder ijskappen maakt ze belangrijke reactoren in de koolstofcyclus van de aarde.

"Hier, het slijpen van gesteente door bewegend ijs is hoog, vloeibaar water is overvloedig en microben gedijen in smeltzones ondanks onherbergzame omstandigheden - de ijskappen eroderen hun gesteente, aan koude aangepaste microben verwerken het grondgesteente en stimuleren de afgifte van voedingsstoffen en gletsjersmeltwater exporteert deze voedingsstof naar de oceanen, ook het stimuleren van het opwellen van verdere nutriënten vanuit de diepte aan de mariene marges van gletsjers.

"Al deze voedingsstoffen ondersteunen de visserij en stimuleren de opname van koolstofdioxide (CO2) uit de atmosfeer."

Co-auteur professor Rob Spencer van de Florida State University voegde toe:"IJskappen zijn ook zeer effectief in het opslaan van enorme hoeveelheden koolstof terwijl ze over mariene sedimenten groeien, bodems en vegetatie.

"De Antarctische ijskap alleen al kan tot 20, 000 miljard ton organische koolstof - tien keer meer dan geschat voor permafrost op het noordelijk halfrond.

"Een deel van deze koolstof komt vrij in smeltwater en voedt mariene voedselwebben. De koolstof die in diepe delen van ijskappen achterblijft, wordt door microbiële en/of geothermische activiteit omgezet in methaangas, die het potentieel heeft om te worden opgeslagen als vast methaanhydraat bij lage temperaturen en hoge druk.

“We hebben geen idee hoe stabiel potentieel methaanhydraat zal zijn in een opwarmend klimaat als de ijskappen dunner worden. ."

De studie maakt ook een wandeling terug in de tijd naar de laatste overgang van glaciale (koude) naar interglaciale (warme) omstandigheden van vandaag, het analyseren van oceaankernen rond Antarctica op aanwijzingen die de export van nutriënten (ijzer) van de ijskap via Antarctische ijsbergen kunnen koppelen aan de veranderende productiviteit van de Zuidelijke Oceaan - een belangrijke wereldwijde koolstofput.

co-auteur, Dr. Jon Hawkings van de Florida State University/GFZ-Potsdam, zei:"Een belangrijke manier waarop de Zuidelijke Oceaan koolstof uit de atmosfeer haalt, is door de groei van fytoplankton in het oppervlaktewater.

"Echter, deze kleine oceaanplanten worden beperkt door de beschikbaarheid van ijzer. We hebben lang gedacht dat atmosferisch stof belangrijk was als leverancier van ijzer voor deze wateren, maar we weten nu dat ijsbergen ijzerrijke sedimenten bevatten die ook het oceaanwater bevruchten als de bergen smelten."

Professor Karen Kohfeld, een paleo-oceanograaf en co-auteur van de Simon Fraser University, toegevoegd:"Wat je in oceaankernen van het sub-Antarctische gebied ziet, is dat toen het klimaat aan het einde van de laatste ijstijd opwarmde, ijsbergsediment (en dus ijzer) leveren aan de sub-Antarctische watervallen van de Zuidelijke Oceaan, net als de maritieme productiviteit terwijl CO2 stijgt.

"Hoewel er veel mogelijke oorzaken zijn voor de CO2-stijging, de gegevens suggereren verleidelijk dat de dalende ijzertoevoer naar de Zuidelijke Oceaan via ijsbergen een bijdragende factor zou kunnen zijn geweest."

Wat belangrijk is aan deze studie is dat het het werk van honderden wetenschappers van over de hele wereld samenbrengt, gepubliceerd over drie decennia om te laten zien, via een historisch document, dat we ijskappen niet langer kunnen negeren in modellen van de koolstofcyclus en onder scenario's van klimaatverandering.

Professor Wadham voegde toe:"IJskappen zijn zeer gevoelige delen van onze planeet - we veranderen de temperatuur in de lucht en het oceaanwater eromheen en dunner worden en terugtrekken zijn onvermijdelijk.

"Het bewijs dat we hier presenteren suggereert dat ijskappen belangrijke terugkoppelingen kunnen hebben naar de koolstofcyclus die verder moeten worden bestudeerd, aangezien de onzekerheid nog steeds enorm is.

"Toegang krijgen tot enkele van de meest ontoegankelijke en uitdagende delen van ijskappen, bijvoorbeeld via diepboren, naast het bouwen van numerieke modellen die biogeochemische processen in ijskappen kunnen weergeven, zal de sleutel zijn tot toekomstige vooruitgang op dit gebied."