Wetenschap
Extra voedingsstoffen intensiveren dode zones in oceanen, vinden onderzoekers
Naarmate er steeds meer voedingsstoffen uit land en lucht in de oceanen van de wereld terechtkomen, zullen de dode zones zonder zuurstof in het water in omvang en intensiteit toenemen. Dat is de waarschuwing die Ph.D. studente Zoë van Kemenade, organisch geochemicus bij het NIOZ, put uit haar analyse van boorkernen uit de oceaanbodem voor de kust van Californië.
De resultaten van dit onderzoek zijn gepubliceerd in het tijdschrift Biogeosciences .
Van Kemenade en collega's keken al in 1997 naar boorkernen die uit de bodem van de Stille Oceaan voor de kust van Californië werden gehaald. "Er is daar een zeer interessante, natuurlijke 'dode zone' die relatief weinig zuurstof bevat vanwege specifieke oceaanstromingen. van de polen en van de evenaar", zegt Van Kemenade.
“Door te kijken hoe dat zuurstofgebrek de afgelopen 2,5 miljoen jaar gecorreleerd is met warmere en koudere periodes, wilden we leren hoe dat zuurstofgebrek in de toekomst zou kunnen blijven evolueren onder invloed van het veranderende klimaat.”
Zuurstofuitputting kan optreden naarmate het water warmer wordt. Dit komt omdat warmer water minder opgeloste gassen kan bevatten. Door de huidige opwarming van de oceanen bevatten ze nu al 2 procent minder zuurstof dan een halve eeuw geleden. Maar zuurstofgebrek kan ook veroorzaakt worden door een extra aanvoer van voedingsstoffen, legt Van Kemenade uit.
“Extra stikstof zorgt voor extra algengroei. In eerste instantie produceren al die plantjes in de bovenste laag van het water zuurstof, maar als ze afsterven en door bacteriën op de bodem van de oceaan worden ‘opgegeten’, slaat de schaal om en komt er meer zuurstof bij. geconsumeerd dan geproduceerd."
Voor haar reconstructie van het zuurstofgehalte gebruikte Van Kemenade een heel specifiek molecuul uit de boorkern. "Een aparte groep bacteriën kan stikstofverbindingen onder zuurstofvrije omstandigheden afbreken. Deze zogenaamde anammox-bacteriën produceren daarbij hele bijzondere moleculen, ladderanen."
‘Deze moeten de cel beschermen tegen de extreem reactieve metabolieten in dat chemische proces. Bijkomend voordeel voor ons als onderzoekers is dat we die karakteristieke ladderanen letterlijk honderdduizenden jaren later kunnen terugvinden als sporen van deze bacteriële processen onder zuurstofvrije omstandigheden. "
Terwijl Van Kemenade had verwacht dat de omstandigheden met weinig zuurstof in het 'geschiedenisboek' van de oceaanbodem in het verleden met warmere en koudere perioden op en neer zouden gaan, zag ze dat ladderanes zowel tijdens de ijstijden als tijdens de interglacialen vrij algemeen waren. "Dus voor deze specifieke plek moeten we concluderen dat de zuurstofuitputting niet alleen verband hield met de temperatuurschommelingen, maar, nog belangrijker, met de hoeveelheid voedingsstoffen in het water", aldus Van Kemenade.
Deze studie was een van de eerste waarin informatie uit ladderanen op deze schaal werd gebruikt. “We moeten de resultaten daarom niet meteen vertalen naar alle zeeën waar zuurstofvrije omstandigheden kunnen voorkomen”, waarschuwt Van Kemenade.
“Tegelijkertijd dient het wel als waarschuwing dat extra voedingsstoffen in het water grote problemen kunnen veroorzaken voor de biodiversiteit van de oceanen. Zuurstofloze omstandigheden kunnen grote gevolgen hebben voor het ecosysteem, maar bijvoorbeeld ook voor de visserij.”