Nieuw onderzoek naar de chemie van de oceanen tijdens ijstijden helpt bij het oplossen van een puzzel die wetenschappers al meer dan twee decennia bezighoudt.

Het gaat om hoeveel van de CO ₂ die tijdens ijstijden in de oceaan terechtkwamen, kan worden toegeschreven aan de 'biologische pomp', waar atmosferische koolstof wordt geabsorbeerd door fytoplankton en wordt vastgehouden in de zeebodem terwijl organismen sterven en zinken.

Het oplossen van de puzzel is belangrijk om de nauwkeurigheid van klimaatmodellen te verbeteren en inzicht te geven in hoe oceaanprocessen kunnen reageren op toekomstige klimaatverandering.

Onder leiding van wetenschappers van IMAS en de Universiteit van Liverpool en gepubliceerd in Natuurcommunicatie , de studie wees uit dat fytoplankton uit de ijstijd in de tropen hoge niveaus van CO . absorbeerde ₂ door bemesting door ijzerrijk stof dat in de oceaan waait.

Hoofdauteur Dr. Pearse Buchanan zei dat modellen tot nu toe slechts een deel van de CO . konden verklaren ₂ die via de biologische pomp de oceanen van de ijstijd binnenkwamen.

"Tijdens de afgelopen ijstijden, koolstofniveaus waren lager in de atmosfeer en hoger in de oceanen dan vandaag, maar wetenschappelijke modellen kunnen niet alle extra CO . verklaren ₂ die de oceaan inging, ' zei Dr. Buchanan.

"De leidende hypothese was dat ijzerrijk stof dat uit gletsjerlandschappen werd geblazen, de groei van fytoplankton op hoge breedtegraden stimuleerde, maar dit verklaarde slechts ongeveer een derde van de extra CO ₂ geabsorbeerd door de biologische pomp:de andere tweederde was effectief 'ontbreekt'.

"We gebruikten een oceaanmodel om te kijken naar de reactie op ijzerrijk stof van fytoplankton in tropische wateren, in het bijzonder een groep fytoplankton genaamd "stikstofbinders".

"Deze zijn in staat om biochemisch stikstof uit de atmosfeer te 'fixeren', net als stikstofbindende bacteriën die peulvruchten helpen gedijen in voedselarme grond.

"Het is bekend dat mariene stikstofbinders belangrijk zijn in de mariene stikstofcyclus, en nu hebben we aangetoond dat ze ook van cruciaal belang zijn in de mariene koolstofcyclus.

"Toen we ijzer aan ons oceaanmodel toevoegden, stikstofbinders bloeiden, en hun groei en vervolgens zinken naar de diepe oceaan kan een groot deel van de ontbrekende CO . verklaren ₂ , ' zei Dr. Buchanan.

IMAS universitair hoofddocent Zanna Chase zei dat deze oplossing voor het eerst werd voorgesteld in 1997, maar de afgelopen twee decennia weinig grip had gekregen.

"Het mooie van deze aanpak is dat het bijna alle extra CO . kan verklaren ₂ dat fytoplankton tijdens de laatste ijstijd in de oceanen is getransporteerd, ', zegt universitair hoofddocent Chase.

"De verhoogde activiteit van de biologische pomp in de tropen complementeerde die in koudere wateren, hogere CO .-niveaus trekken ₂ in de oceanen en opsluiten in de diepe oceaan.

"Deze route voor koolstof naar de diepe oceaan is tegenwoordig verminderd omdat er minder bemestend ijzer wordt gecirculeerd door de wind en de groei van fytoplankton, inclusief die van stikstofbinders, is dienovereenkomstig beperkt, hoewel er tekenen zijn dat het in de Stille Oceaan sinds de industriële revolutie is versterkt.

"Rekening houdend met deze verbanden tussen de ijzercycli, stikstof en koolstof in onze oceaan- en klimaatveranderingsmodellen zullen ze beter in staat stellen oceaanprocessen te verklaren en toekomstige veranderingen te voorspellen.

"Maar hoe de ijzerbemesting van fytoplankton zal evolueren, is momenteel onzeker, het ondermijnen van ons vermogen om de rol van de oceaan bij het trekken van CO . te voorspellen ₂ uit de atmosfeer in de komende eeuwen, ', zegt universitair hoofddocent Chase.