In tegenstelling tot de conventionele wijsheid, zwavelproductie door kleine zeealgen nam af tijdens ijstijden, en is nauwer verbonden met het klimaat dan eerder werd gedacht, volgens het laatste onderzoek door wetenschappers in Japan. Een beter begrip van het verband tussen het klimaat en marien fytoplankton, de microscopisch kleine eencellige algen die in het oppervlaktewater van de oceaan leven, kan wetenschappers helpen deze effecten op te nemen in toekomstige klimaatmodellen.

Hun bevindingen werden op 19 juli gepubliceerd, 2019 in Natuurcommunicatie .

Zwavel geproduceerd door marien fytoplankton beïnvloedt de balans tussen inkomende energie van de zon en de uitgaande energie die de aarde terugkaatst in de ruimte. Het kan ook een indicator zijn van de primaire productiviteit door fotosynthese van fytoplankton in de Zuidelijke Oceaan. fytoplankton, die ook een belangrijke rol speelt bij het verwijderen van kooldioxide uit de atmosfeer, kan daardoor het klimaat aanzienlijk beïnvloeden.

Mariene fytoplankton, zoals landplanten, zijn primaire producenten onderaan de voedselketen. Door fotosynthese, fytoplankton absorbeert koolstofdioxide (CO ₂ ) en organische koolstof produceren die uiteindelijk het hele mariene voedselweb ondersteunt. Als resultaat, CO ₂ wordt verwijderd uit het oppervlaktewater en komt uiteindelijk vast te zitten in sedimenten op de bodem van de oceaan. Dit heet "exportproductie, " wat wordt gemeten in eenheden van koolstof.

Mariene fytoplankton stoot dimethylsulfide uit, of DMS, een organische zwavelhoudende verbinding die de zee zijn uitgesproken geur geeft. Wanneer geoxideerd, DMS kan zwavelaërosolen produceren die dienen als condensatiekernen van wolken die een belangrijke rol spelen bij wolkenvorming. Verhoogd zwavel draagt ​​daarom bij aan de afkoeling van de aarde, zowel door verstrooiing van straling als door straling terug de ruimte in te reflecteren via het albedo-effect.

DMS is de meest voorkomende biologische zwavelverbinding die in de atmosfeer wordt uitgestoten en er wordt aangenomen dat het het klimaat op aarde aanzienlijk beïnvloedt en mogelijk ook een rol speelt bij het in evenwicht houden van de aarde. De bijdrage ervan aan het klimaat is complex en moet volledig worden begrepen. Onderzoek naar zwavel en methaansulfonaat, de geoxideerde producten van dimethylsulfide, in Antarctische ijskernen is een handig hulpmiddel om het verband tussen de zwavelcyclus en het klimaat te onderzoeken.

Eerder werd aangenomen dat marien fytoplankton de dominante bron van niet-zeezoutzwavel was gedurende glaciaal-interglaciale cycli, met terrestrische bronnen die slechts een klein deel bijdragen. Nog, de bijdrage van terrestrische bronnen kan veel groter zijn tijdens ijstijden wanneer de hoeveelheid stof toeneemt.

"Eerdere ijskernstudies op Antarctica, die ervan uitgingen dat het grootste deel van het niet-zeezoutsulfaat afkomstig is van DMS-emissies geproduceerd door fytoplankton, geen verband aantonen tussen marien fytoplankton en zwavelemissies, en dus primaire productiviteit, en klimaat, " zei professor Kumiko Goto-Azuma, een onderzoekswetenschapper bij het National Institute of Polar Research, Onderzoeksorganisatie van informatie en systemen, en de afdeling Polar Science, Graduate University for Advanced Studies (SOKENDAI) in Japan.

"Dit is in tegenspraak met records van mariene sedimenten die een verhoogde exportproductie in de Antarctische Zone van de Zuidelijke Oceaan laten zien, wat wijst op een verhoogde primaire productiviteit. We wilden deze puzzel oplossen en kijken of de vorige hypothese, afgeleid van ijskernstudies, correct is."

Volgens Goto-Azuma, nieuwe ijskernrecords verkregen bij Dome Fuji in Oost-Antarctica, over de laatste 720, 000 jaar, laten zien dat een groot deel van het niet-zeezoutsulfaat, dat traditioneel werd gebruikt als vertegenwoordiger van marien fytoplanktonsulfaat, waarschijnlijk afkomstig van aardse stof tijdens ijstijden.

"Door hiervoor te corrigeren, we hebben een herziene berekening gemaakt van fytoplanktonsulfaat en hebben vastgesteld dat de flux ervan afneemt in ijstijden en toeneemt in interglaciale perioden, " legde Goto-Azuma uit. "Onze resultaten suggereren verminderde dimethylsulfide-emissies in de Antarctische Zone van de Zuidelijke Oceaan tijdens ijstijden en leveren nieuw bewijs van hoe de zwavelcyclus van de Zuidelijke Oceaan en het klimaat met elkaar verbonden zijn."

De volgende stap is "het onderzoeken van verbanden tussen klimaat, marien fytoplanktonsulfaat, en co ₂ door klimaat- en atmosferische chemiemodellering op basis van onze herziene berekening van van DMS afgeleid sulfaat, " zei Goto-Azuma.