De oceaan speelt een sleutelrol in de huidige klimaatverandering, omdat het een aanzienlijk deel van de atmosferische koolstofdioxide absorbeert die door de mensheid wordt uitgestoten. Aan de ene kant, dit vertraagt ​​de opwarming van het klimaat, en aan de andere kant, het oplossen van CO ₂ in zeewater leidt tot verzuring van de oceanen. Dit heeft verstrekkende gevolgen voor veel mariene organismen en dus ook voor de oceanische koolstofcyclus. Een van de belangrijkste mechanismen in deze cyclus, wordt de biologische koolstofpomp genoemd. Een deel van de biomassa die fytoplankton door fotosynthese in de oppervlakte van de oceaan vormt, zinkt naar de diepte in de vorm van kleine koolstofhoudende deeltjes. Als resultaat, de koolstof wordt lange tijd opgeslagen in de diepzee. De oceaan fungeert dus als een koolstofput in het klimaatsysteem. Hoe sterk deze biologische pomp werkt, verschilt sterk van regio tot regio en is afhankelijk van de samenstelling van soorten in het ecosysteem.

De studie, die nu is gepubliceerd in het tijdschrift Natuur Klimaatverandering , is een van de meest uitgebreide studies tot nu toe over de effecten van oceaanverzuring op mariene ecosystemen. Wetenschappers van het GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research in Kiel hebben nu voor het eerst kunnen aantonen dat oceaanverzuring het koolstofgehalte van zinkend organisch materiaal beïnvloedt. en dus de biologische pomp. Verrassend genoeg, de waargenomen veranderingen waren zeer variabel. Het koolstofgehalte van zinkende deeltjes nam significant toe of af met toenemende CO ₂ , afhankelijk van de soortsamenstelling en de structuur van het voedselweb. Aangezien de onderliggende gegevens een breed scala aan oceaangebieden bestrijken, dit lijkt een wereldwijd fenomeen te zijn. Deze bevindingen maken een volledig nieuwe beoordeling van de effecten van oceaanverzuring mogelijk.

Dr. Jan Taucher, marien bioloog en hoofdauteur van de studie, zegt, "Interessant, vonden we dat bacterieel en dierlijk plankton, zoals kleine schaaldieren, spelen een sleutelrol in hoe de koolstofcyclus en biologische pomp reageren op verzuring van de oceaan. Tot nu, algemeen wordt aangenomen dat biogeochemische veranderingen voornamelijk worden aangedreven door reacties van fytoplankton. Daarom, zelfs moderne modellen van het aardsysteem houden geen rekening met de interacties die we waarnemen tussen het mariene voedselweb en de koolstofcyclus. Onze bevindingen helpen dus om klimaatmodellen realistischer te maken en klimaatprojecties te verbeteren."

Tot nu toe, de meeste kennis over dit onderwerp is gebaseerd op geïdealiseerde laboratoriumexperimenten, die alleen ecologische interacties en de dynamiek van het complexe mariene voedselweb op een sterk vereenvoudigde manier weergeven. Dit maakt het moeilijk om dergelijke resultaten over te dragen naar echte oceaanomstandigheden en ze in de toekomst te projecteren. Om een ​​meer realistisch inzicht te krijgen, de studie vat verschillende veldexperimenten samen die zijn uitgevoerd met testfaciliteiten met een groot volume, zogenaamde mesokosmos, in verschillende oceaangebieden, van arctische tot subtropische wateren.

Mesokosmos zijn, bij wijze van spreken, te grote reageerbuizen in de oceaan, waarin veranderingen in omgevingscondities in een gesloten maar verder natuurlijk ecosysteem kunnen worden bestudeerd. Voor de huidige studie is een grote hoeveelheid gegevens van vijf mesokosmos-experimenten werd gesynthetiseerd om een ​​nauwkeuriger beeld te krijgen van planktongemeenschappen en biogeochemische processen binnen het ecosysteem. In totaal werden ruim tienduizend datapunten in de analyse betrokken.

De nieuw opgedane kennis kan nu worden gebruikt om de complexe ecologische interacties in aardse systeemmodellen te implementeren, en draagt ​​zo bij aan een verdere verbetering van de klimaatprognoses.