Een onderzoeksteam onder leiding van de Universiteit van Basel en de Université de Montréal onderzocht hoe de aanhoudende klimaatopwarming het "gedrag" van meren beïnvloedt. De onderzoekers ontdekten waarom, in bijna bodemwateren, meren kunnen zelfs afkoelen ondanks opwarming aan de oppervlakte, en wat de gevolgen zijn voor de productie en uitstoot van broeikasgassen. De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in de meest recente editie van het tijdschrift Limnologie- en oceanografiebrieven .

Meren spelen een belangrijke rol in de wereldwijde koolstofcyclus, fungeren als grote natuurlijke bioreactoren. De temperatuur van een meer vormt een belangrijke beperking voor de hoeveelheid koolstofdioxide en methaan die het in de atmosfeer uitstoot. Algemeen werd aangenomen dat de opwarming van de aarde microbiële ademhalingsprocessen en de productie van deze broeikasgassen stimuleert, terwijl tegelijkertijd de koolstofopslag in meersedimenten wordt verminderd. Een internationaal onderzoeksteam heeft deze interacties nu nader onderzocht en onverwachte effecten ontdekt.

Het onderzoeksproject richtte zich niet alleen op de directe effecten van de opwarming van de aarde, maar ook de indirecte. Het zwaartepunt van de onderzoeken was de watertemperatuur en de productie van broeikasgassen in de diepere delen van de meren. "We willen de fundamenten van de thermodynamica niet in twijfel trekken. Het lijdt geen twijfel dat de snelheden van respiratoire metabolische processen in meren over het algemeen hoger zijn bij verhoogde watertemperaturen, ", legt professor Moritz Lehmann van de afdeling Milieuwetenschappen van de Universiteit van Basel uit. "Echter, klimaatverandering zal er niet voor zorgen dat elk meer overal opwarmt."

Opwarming nabij het oppervlak, koeling dichtbij de bodem

Wereldwijd warmen meren op aan de oppervlakte. Echter, ze verliezen ook transparantie als gevolg van verhoogde algenproductie en verhoogde troebelheid van het meerwater. "De opwarming van het oppervlaktewater en het verlies aan transparantie hebben tot gevolg dat er meer warmte wordt vastgehouden in de bovenste lagen van de meren, waardoor de diepere wateren thermisch geïsoleerd blijven, " zegt hoofdauteur Dr. Maciej Bartosiewicz van de afdeling Milieuwetenschappen van de Universiteit van Basel. "Onder bepaalde omstandigheden, dit kan zelfs leiden tot afkoeling van watermassa's nabij de bodem van het meer."

De subtiele koeling vertraagt ​​de processen van respiratoir verval en de productie van kooldioxide in de meren, toenemende koolstofafzetting in de sedimenten. Modelsimulaties suggereren dat de waargenomen effecten het meest relevant zijn voor relatief kleine en ondiepe meren, die ongeveer de helft van het mondiale meeroppervlak uitmaken.

Minder kooldioxide, meer methaan

De toegenomen differentiële opwarming in meren heeft nog een ander effect:de uitgesproken thermische gelaagdheid zorgt ervoor dat de diepere waterlagen zich nauwelijks mengen en slecht geventileerd worden, wat kan leiden tot langdurige anoxie. Onder deze zuurstofvrije omstandigheden, methaanproductie door anaërobe micro-organismen wordt verbeterd.

"Globaal genomen, opwarming van de aarde verhoogt het broeikasgaspotentieel van meren, zoals verwacht. Echter, dit heeft minder direct met de opwarming te maken, en meer te maken heeft met verhoogde zuurstofuitputting op de bodem van deze meren, ’ besluit Bartosiewicz.