Plankton zijn kleine organismen die met de stromingen in de zeeën en oceanen meedrijven. Ondanks hun kleine formaat, ze spelen een belangrijke planetaire rol vanwege hun enorme hoeveelheid. Fotosynthese van plankton, bekend als fytoplankton, bijvoorbeeld, produceren de helft van de zuurstof in de atmosfeer terwijl ze enorme hoeveelheden koolstofdioxide (CO ₂ ). Aangezien de Zuidelijke Oceaan rond Antarctica zeer rijk is aan voedingsstoffen, fytoplankton kan daar gedijen. Het is daarom een ​​belangrijk gebied voor het beheersen van atmosferische CO ₂ concentraties.

Omdat andere voedingsstoffen in overvloed aanwezig zijn, wetenschappers hebben tot nu toe aangenomen dat de hoeveelheid van het beschikbare micronutriënt ijzer bepaalt hoe goed fytoplankton gedijt in de Zuidelijke Oceaan. Onderzoekers van GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel en het Britse National Oceanography Centre hebben nu een studie gepubliceerd in het internationale tijdschrift Natuurcommunicatie voor het eerst aantonen dat in sommige gebieden van de Zuidelijke Oceaan, mangaan, niet ijzer, is de beperkende factor voor de groei van fytoplankton.

"Dit is een belangrijke bevinding voor ons vermogen om toekomstige veranderingen te beoordelen, maar ook om fytoplankton in het verleden beter te begrijpen, " zegt Dr. Thomas J. Browning van GEOMAR, hoofdauteur van de studie.

Eerder onderzoek suggereerde dat een grotere groei van fytoplankton in de Zuidelijke Oceaan een belangrijke bijdrage leverde aan het begin van de ijstijden in de afgelopen 2,58 miljoen jaar. Meer fytoplankton kon meer CO . binden ₂ , die uit de atmosfeer is gehaald. Als resultaat, de gemiddelde temperatuur op aarde is verder gedaald. "Dus het is van cruciaal belang dat we precies begrijpen welke processen de groei van fytoplankton in de Zuidelijke Oceaan reguleren, Dr. Browning wijst erop.

Inderdaad, samen met ijzer, mangaan is een andere essentiële micronutriënt die elk fotosynthetisch organisme nodig heeft, van algen tot eikenbomen. In het grootste deel van de oceaan, echter, er is voldoende mangaan beschikbaar voor fytoplankton dat het de groei ervan niet beperkt.

Metingen in afgelegen gebieden van de Zuidelijke Oceaan, anderzijds, hebben veel lagere mangaanconcentraties laten zien. Tijdens een expeditie op het Britse onderzoeksschip RRS JAMES CLARK ROSS door de Drake Passage tussen Tierra del Fuego en het Antarctisch Schiereiland in november 2018, Dr. Browning en zijn team namen watermonsters. Nog aan boord, ze gebruikten deze watermonsters en het fytoplankton dat ze bevatten om experimenten uit te voeren op welke voedingsstoffen de groei beïnvloeden en welke niet.

"Daarbij, we konden voor het eerst een mangaanbeperking voor de groei van fytoplankton aantonen in het centrum van Drake Passage. Dichter bij de kust, ijzer was de beperkende factor, zoals verwacht, Dr. Browning meldt.

Na de expeditie, het team gebruikte aanvullende modelberekeningen om de implicaties van de experimentele resultaten te beoordelen. Onder andere, ze ontdekten dat mangaanbeperking tijdens de ijstijden misschien zelfs meer wijdverbreid was dan nu het geval is. "Dit zou deze voorheen onbekende factor een centraal onderdeel maken van het begrijpen van de ijstijden, " zegt dr. Browning.

Echter, omdat dit het eerste record is in een specifieke regio van de Zuidelijke Oceaan, verder onderzoek is nodig om de geografische omvang en timing van mangaanbeperking in de Zuidelijke Oceaan beter te begrijpen. "We moeten ook nog bestuderen welke factoren de mangaanconcentraties in zeewater beheersen en hoe fytoplankton zich aanpast aan mangaanschaarste. Dit alles is van cruciaal belang voor het bouwen van nauwkeurigere modellen van hoe het aardsysteem werkt, ’, besluit Thomas Browning.