Vulkaanuitbarstingen en door de mens veroorzaakte veranderingen in de atmosfeer hebben een sterke invloed op de snelheid waarmee de oceaan koolstofdioxide absorbeert, zegt een nieuwe studie. De oceaan is zo gevoelig voor veranderingen, zoals een afnemende uitstoot van broeikasgassen, dat hij onmiddellijk reageert door minder kooldioxide op te nemen.

De auteurs zeggen dat we dit binnenkort misschien zullen zien gebeuren als gevolg van de COVID-19-pandemie die het wereldwijde brandstofverbruik vermindert; ze voorspellen dat de oceaan zijn recente historische patroon van het opnemen van meer koolstofdioxide per jaar dan het jaar ervoor niet zal voortzetten, en zou in 2020 zelfs minder kunnen opnemen dan in 2019.

"Toen we dit werk deden, realiseerden we ons niet dat deze externe forcering, zoals veranderingen in de groei van kooldioxide in de atmosfeer, domineren de variabiliteit in de mondiale oceaan op jaar-tot-jaar tijdschalen. Dat is een echte verrassing, " zei hoofdauteur Galen McKinley, een koolstofcycluswetenschapper aan het Lamont-Doherty Earth Observatory van Columbia University. "Naarmate we onze uitstoot verminderen en de groeisnelheid van kooldioxide in de atmosfeer vertraagt, het is belangrijk om te beseffen dat de koolstofput in de oceaan zal reageren door te vertragen."

De krant, vandaag gepubliceerd in het tijdschrift AGU-vooruitgang , lost grotendeels de onzekerheid op over de reden waarom de oceaan de afgelopen 30 jaar verschillende hoeveelheden koolstof heeft opgenomen. De bevindingen zullen nauwkeurigere metingen en projecties mogelijk maken van hoeveel de planeet zou kunnen opwarmen, en hoeveel de oceaan de klimaatverandering in de toekomst zou kunnen compenseren.

Een koolstofput is een natuurlijk systeem dat overtollige koolstofdioxide uit de atmosfeer absorbeert en opslaat. De grootste koolstofput op aarde is de oceaan. Als resultaat, het speelt een fundamentele rol bij het terugdringen van de effecten van door de mens veroorzaakte klimaatverandering. Bijna 40 procent van de koolstofdioxide die sinds het begin van het industriële tijdperk aan de atmosfeer is toegevoegd door de verbranding van fossiele brandstoffen, is opgenomen door de oceaan.

Er is variatie in de snelheid waarmee de oceaan koolstofdioxide opneemt, wat niet helemaal begrepen wordt. Vooral, de wetenschappelijke gemeenschap heeft zich afgevraagd waarom de oceaan in het begin van de jaren negentig kortstondig meer koolstofdioxide heeft geabsorbeerd en daarna langzaam minder heeft opgenomen tot 2001, een fenomeen geverifieerd door talrijke oceaanobservaties en modellen.

McKinley en haar co-auteurs hebben deze vraag beantwoord door een diagnostisch model te gebruiken om verschillende scenario's te visualiseren en te analyseren die tussen 1980 en 2017 een grotere en kleinere koolstofopname in de oceaan hadden kunnen veroorzaken. Ze ontdekten dat de verminderde koolstofopslag in de oceaan van de jaren negentig kan worden verklaard door de vertraagde groei snelheid van kooldioxide in de atmosfeer in het begin van het decennium. Efficiëntieverbeteringen en de economische ineenstorting van de Sovjet-Unie en Oost-Europese landen zouden een van de oorzaken van deze vertraging zijn.

Maar een andere gebeurtenis had ook invloed op de koolstofput:de enorme uitbarsting van Mount Pinatubo in de Filippijnen in 1991 zorgde ervoor dat de gootsteen tijdelijk veel groter werd samen met de uitbarsting.

"Een van de belangrijkste bevindingen van dit werk is dat de klimaateffecten van vulkaanuitbarstingen zoals die van Mount Pinatubo een belangrijke rol kunnen spelen bij het aansturen van de variabiliteit van de koolstofput in de oceaan, " zei co-auteur Yassir Eddebbar, een postdoctoraal onderzoeker bij Scripps Institution of Oceanography.

Pinatubo was de op een na grootste vulkaanuitbarsting van de 20e eeuw. De geschatte 20 miljoen ton as en gassen die het hoog in de atmosfeer spuwde, had een aanzienlijke impact op het klimaat en de koolstofput in de oceaan. De onderzoekers ontdekten dat de uitstoot van Pinatubo ervoor zorgde dat de oceaan in 1992 en 1993 meer koolstof opnam. De koolstofput nam langzaam af tot 2001, toen menselijke activiteit meer koolstofdioxide in de atmosfeer begon te pompen. De oceaan reageerde door deze overtollige uitstoot te absorberen.

"Deze studie is om een ​​aantal redenen belangrijk, maar ik ben het meest geïnteresseerd in wat het betekent voor ons vermogen om de korte termijn te voorspellen, één tot tien jaar, toekomst voor de koolstofput in de oceaan, " zei co-auteur Nicole Lovenduski, een oceanograaf aan de Universiteit van Colorado Boulder. "De toekomstige externe forcering is onbekend. We weten niet wanneer de volgende grote vulkaanuitbarsting zal plaatsvinden, bijvoorbeeld. En de door COVID-19 veroorzaakte vermindering van de CO2-uitstoot werd zeker niet lang van tevoren verwacht."

Onderzoeken hoe de Pinatubo-uitbarsting het wereldwijde klimaat beïnvloedde, en dus de koolstofput in de oceaan, en of de daling van de uitstoot als gevolg van COVID-19 wordt weerspiegeld in de oceaan, behoren tot de volgende plannen van het onderzoeksteam.

Door de variabiliteit in de koolstofput in de oceaan te begrijpen, de wetenschappers kunnen doorgaan met het verfijnen van projecties van hoe het oceaansysteem zal vertragen.

McKinley waarschuwt dat naarmate de wereldwijde uitstoot wordt verminderd, er zal een tussenfase zijn waarin de koolstofput in de oceaan zal vertragen en de klimaatverandering niet zoveel zal compenseren als in het verleden. Die extra kooldioxide blijft in de atmosfeer en draagt ​​bij aan extra opwarming, wat sommigen misschien zal verbazen, ze zei.

"We moeten deze komende feedback bespreken. We willen dat mensen begrijpen dat er een tijd zal zijn dat de oceaan de effectiviteit van mitigatiemaatregelen zal beperken, en hiermee moet ook rekening worden gehouden in de beleidsvorming, " ze zei.