Elke lente op het noordelijk halfrond, het oceaanoppervlak barst uit in een enorme bloei van fytoplankton. Zoals planten, deze eencellige drijvende organismen gebruiken fotosynthese om licht om te zetten in energie, kooldioxide verbruiken en daarbij zuurstof afgeven. Wanneer fytoplankton sterft of wordt opgegeten door zoöplankton, de koolstofrijke fragmenten zinken dieper in de oceaan, waar het is, beurtelings, opgegeten door andere wezens of begraven in sedimenten. Dit proces is de sleutel tot de "biologische koolstofpomp, " een belangrijk onderdeel van de wereldwijde koolstofcyclus.

Wetenschappers weten al lang dat de oceaan een essentiële rol speelt bij het opnemen van koolstof uit de atmosfeer, maar een nieuwe studie van Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) toont aan dat de efficiëntie van de "biologische koolstofpomp" van de oceaan drastisch is onderschat, met implicaties voor toekomstige klimaatbeoordelingen.

In een paper gepubliceerd op 6 april in Proceedings van de National Academy of Sciences , WHOI-geochemicus Ken Buesseler en collega's toonden aan dat de diepte van het door de zon beschenen gebied waar fotosynthese plaatsvindt, in de hele oceaan aanzienlijk varieert. Dit is van belang omdat het vermogen van het fytoplankton om koolstof op te nemen afhangt van de hoeveelheid zonlicht die de bovenste laag van de oceaan kan binnendringen. Door rekening te houden met de diepte van het eufotische, of zonovergoten zone, de auteurs ontdekten dat er ongeveer twee keer zoveel koolstof per jaar in de oceaan zakt dan eerder werd geschat.

Het papier is gebaseerd op eerdere studies van de koolstofpomp, inclusief die van de auteurs. "Als je op een nieuwe manier naar dezelfde gegevens kijkt, krijg je een heel andere kijk op de rol van de oceaan bij het verwerken van koolstof, vandaar zijn rol bij het reguleren van het klimaat, ’, zegt Busseler.

"Met behulp van de nieuwe statistieken, we zullen de modellen kunnen verfijnen om ons niet alleen te vertellen hoe de oceaan er vandaag uitziet, maar hoe het er in de toekomst uit zal zien, " voegt hij eraan toe. "Gaat de hoeveelheid koolstof die in de oceaan zinkt omhoog of omlaag? Dat aantal beïnvloedt het klimaat van de wereld waarin we leven."

In de krant, Buesseler en zijn coauteurs roepen hun collega-oceanografen op om hun gegevens te beschouwen in de context van de feitelijke grens van de eufotische zone.

"Als we iets een eufotische zone gaan noemen, dat moeten we definiëren, "zegt hij. "Dus we dringen aan op een meer formele definitie, zodat we sites kunnen vergelijken."

In plaats van metingen te doen op vaste dieptes, de auteurs gebruikten chlorofylsensoren - die de aanwezigheid van fytoplankton aangeven - om snel de diepte van het zonovergoten gebied te beoordelen. Ze stellen ook voor om de handtekening van een natuurlijk voorkomende thoriumisotoop te gebruiken om de snelheid te schatten waarmee koolstofdeeltjes zinken.

Buesseler is hoofdonderzoeker bij WHOI's Ocean Twilight Zone-project, die zich richt op de weinig begrepen maar enorm belangrijke regio in het midden van de oceaan. In een commentaar gepubliceerd in Natuur op 31 maart, Buesseler en collega's roepen de internationale mariene onderzoeksgemeenschap op om hun studies van de schemerzone tijdens het komende VN-decennium van de oceaan (2021-2030) te intensiveren. Meer begrip van het ecosysteem van de schemerzone en zijn rol bij het reguleren van het klimaat, de auteurs zeggen, zal leiden tot mondiaal beleid om het gebied te beschermen tegen uitbuiting.