De oceaan speelt een onschatbare rol bij het opvangen van koolstofdioxide (CO ₂ ) uit de atmosfeer, jaarlijks tussen de vijf en twaalf gigaton (miljard ton) binnen. Door beperkt onderzoek is wetenschappers weten niet precies hoeveel koolstof er elk jaar door de oceaan wordt opgevangen en opgeslagen - of vastgelegd - of hoe de toename van CO ₂ emissies zullen dit proces in de toekomst beïnvloeden.

Een nieuw artikel gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschap van de totale omgeving van de Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) hecht een economische waarde aan het voordeel van onderzoek om de kennis van de biologische koolstofpomp te verbeteren en de onzekerheid van schattingen van de koolstofvastlegging in de oceaan te verminderen.

Met behulp van een klimaateconomiemodel dat rekening houdt met de sociale kosten van koolstof en rekening houdt met toekomstige schade die wordt verwacht als gevolg van een veranderend klimaat, hoofdauteur Di Jin van het Marine Policy Center van de WHOI schat de waarde van het bestuderen van koolstofvastlegging in de oceaan op $ 500 miljard.

"De paper legt de verbanden tussen de voordelen van wetenschappelijk onderzoek en besluitvorming, ", zegt Jin. "Door te investeren in de wetenschap, je kunt de onzekerheidsmarge verkleinen en een maatschappelijke kosten-batenanalyse verbeteren."

Een beter begrip van de koolstofopslagcapaciteit van de oceaan zal leiden tot nauwkeurigere klimaatmodellen, beleidsmakers voorzien van de informatie die ze nodig hebben om emissiedoelstellingen vast te stellen en plannen te maken voor een veranderend klimaat, voegt Jin toe.

Met co-auteurs Porter Hoagland en Ken Buesseler, Jin pleit voor een 20-jarig wetenschappelijk onderzoeksprogramma om de biologische koolstofpomp van de oceaan te meten en te modelleren, het proces waarbij atmosferisch koolstofdioxide via het mariene voedselweb naar de diepe oceaan wordt getransporteerd.

De biologische koolstofpomp wordt gevoed door kleine plantachtige organismen die op het oceaanoppervlak drijven, fytoplankton genaamd. die tijdens de fotosynthese koolstofdioxide verbruiken. Wanneer het fytoplankton sterft of wordt opgegeten door grotere organismen, de koolstofrijke fragmenten en fecale materie zinken dieper in de oceaan, waar ze worden opgegeten door andere wezens of begraven in sedimenten op de zeebodem, die helpt de atmosferische kooldioxide te verminderen en zo de wereldwijde klimaatverandering te verminderen.

Stijgende kooldioxidegehaltes in de atmosfeer, als gevolg van menselijke activiteiten, zoals het verbranden van fossiele brandstoffen, verwarmt de planeet door warmte van de zon op te vangen en lost ook op in zeewater, het verlagen van de pH van de oceaan, een fenomeen dat bekend staat als oceaanverzuring. Een warmere, meer zure oceaan kan de koolstofpomp verzwakken, waardoor de atmosferische temperaturen stijgen - of het kan sterker worden, met het tegenovergestelde effect.

"Als we proberen te voorspellen hoe de wereld eruit gaat zien, er is grote onzekerheid, " zegt Busseler, een WHOI-scheikundige. "We weten niet alleen niet hoe groot deze pomp is, we weten niet of het in de toekomst meer of minder koolstofdioxide zal verwijderen. We moeten vooruitgang boeken om beter te begrijpen waar we heen gaan, omdat het klimaat de hele mensheid treft."

Buesseler voegde eraan toe dat inspanningen zoals WHOI's Ocean Twilight Zone-initiatief en NASA's EXport Processes in the global Ocean from RemoTe Sensing (EXPORTS) -programma belangrijke vooruitgang boeken bij het begrijpen van de rol van de oceaan in de wereldwijde koolstofcyclus, maar dit onderzoek moet enorm worden opgeschaald om voorspellende modellen te ontwikkelen zoals die worden gebruikt door het Intergouvernementeel Panel over klimaatverandering (IPCC). De huidige IPCC-modellen houden geen rekening met veranderingen in het vermogen van de oceaan om koolstof op te nemen, waarvan Buesseler zei dat het hun nauwkeurigheid beïnvloedt.

Hoewel de beoordeling van de paper geen rekening houdt met de kosten van een wereldwijd onderzoeksprogramma, Buesseler zei dat de investering een kleine fractie zou zijn van het verwachte voordeel van $ 500 miljard. De auteurs waarschuwen dat deze besparing ook als een kostenpost voor de samenleving kan worden gezien als het onderzoek niet leidt tot beleidsbeslissingen die de effecten van klimaatverandering verzachten.

"Net als een weersvoorspelling die je helpt beslissen of je een paraplu meeneemt, je gebruikt je kennis en ervaring om een ​​beslissing te nemen op basis van wetenschap, "zegt Jin. "Als je hoort dat het gaat regenen en je luistert niet, je gaat nat worden."