Elk jaar stroomt 600-900 miljoen ton koolstof door rivieren naar de oceaan, hetzij als deeltjes of in opgeloste vorm. Onderzoekers weten al lang dat dit niet de totale hoeveelheid koolstof vertegenwoordigt die van het land naar de oceaan wordt getransporteerd. Maar de overige bijdragen zijn voornamelijk afkomstig van kustecosystemen, zoals koolstofrijke mangrovebossen, en van grondwaterafvoer naar de oceaan zijn notoir moeilijk te meten.

Een nieuwe studie gepubliceerd in het tijdschrift Wereldwijde biogeochemische cycli en onder leiding van Dr. Eun Young Kwon, projectleider van het IBS Center for Climate Physics South Korea geeft nieuwe schattingen van dit ongrijpbare onderdeel van de wereldwijde koolstofcyclus. De studie maakt gebruik van het bestaan ​​van twee stabiele koolstofisotopen, ¹² C en ¹³ C, waarbij de laatste iets zwaarder is, omdat het nog een neutron in zijn kern heeft. De concentratieverhouding tussen deze twee koolstofisotopen (aangeduid als ¹³ C) biedt een manier om koolstof te volgen door de verschillende componenten van de koolstofcyclus, inclusief de sfeer, oceanen, riviersystemen en de biosfeer. De typische kennen ¹³ C-waarde van de landbiosfeer en voor kustvegetatie, men kan nu volgen hoe deze hoeveelheid in de oceanen wordt verdund. "De koolstofisotoopwaarden werken als een onzichtbare kleurstof die ons iets vertelt over de bron waar het vandaan kwam en hoeveel er aanvankelijk vrijkwam", zegt Dr. Kwon, hoofdauteur van de studie.

Door gebruik te maken van oceanische waarnemingen van ¹³ C en schattingen van de oceaanstromingen, Dr. Kwon en haar internationale team konden berekenen hoeveel koolstof van het land zou moeten komen om de oceaangegevens te verklaren. De berekeningen zijn iets gecompliceerder omdat koolstof ook in de diepe oceaan kan worden afgezet als sediment of uitgas naar de atmosfeer. Verder, verbranding van fossiele brandstoffen verandert ook de ¹³ C van atmosferische en uiteindelijk oceanische koolstof.

Na rekening te hebben gehouden met deze effecten, de auteurs stonden voor een verrassing:ze vonden veel hogere aantallen voor de koolstofoverdracht van land naar oceaan van 900-1900 miljoen ton per jaar (zie figuur). De meeste niet-rivieren koolstofinput van ongeveer 300-1300 miljoen ton koolstof per jaar vindt voornamelijk plaats langs de kusten van de Indische en Stille Oceaan. "Dit komt overeen met het idee dat grondwaterafvoer en kustecosystemen, de zogenaamde blauwe koolstof, een fundamentele rol spelen in de wereldwijde koolstofcyclus", zegt Dr. Kwon.

Een van de openstaande vragen is welke oceanische processen verantwoordelijk zijn voor het transport van de opgeloste koolstof van de kustgebieden naar de open oceaan, waar een deel ervan uitgassen terug naar de atmosfeer. "Deze vraag zal in de toekomst worden beantwoord met een reeks simulaties van nieuwe aardsysteemmodellen die we zojuist hebben uitgevoerd op onze supercomputer Aleph, " zegt Axel Timmermann, co-auteur van de studie en directeur van het IBS Center for Climate Physics.