Diepzee en sedimenten brengen ijzer naar de Antarctische wateren. Het ijzer dat de wateren rond Antarctica bevrucht, komt grotendeels uit de diepe, opwellende wateren en de sedimenten rond het continent.

Die conclusie komt uit veldonderzoek van marien biogeochemicus Hung-An Tian van het NIOZ in de Amundsenzee en de Weddellzee. "IJzer speelt een cruciale rol in het Antarctische ecosysteem en mogelijk ook in het klimaat", zegt Tian. "Maar ondertussen weten we nog steeds heel weinig over de exacte boekhouding van ijzer in de Zuidelijke Oceaan." Hung-An Tian verdedigt zijn Ph.D. scriptie op 15 maart aan de Universiteit Utrecht.

IJzer is een zogenaamde beperkende factor voor de algengroei in de wateren rond Antarctica. Zou er meer ijzer in het water zitten, dan zouden er meer algen gaan bloeien (en afsterven). Ze zouden meer koolstof vastleggen en misschien meer koolstof opslaan op de bodem van de oceaan.

Dit heeft gedurfde ondernemers in het verleden tot de hypothese gebracht dat het kunstmatig bemesten van de Zuidelijke Oceaan met extra ijzer meer koolstof zou vastleggen en zo een klein deel van de klimaatcrisis waarin we ons bevinden zou oplossen. Tian waarschuwt dat dit inmiddels is aangetoond is niet zo effectief of risicovrij als aanvankelijk werd aangenomen.

‘De klimaatverandering zelf verandert echter ook de hoeveelheid ijzer die op natuurlijke wijze wordt aangevoerd in de Zuidelijke Oceaan, waar men met name dacht dat smeltende gletsjers een belangrijke bron waren. Met mijn onderzoek heb ik geprobeerd een aantal hiaten in onze kennis over ijzer op te vullen. de Zuidelijke Oceaan."

Tian kon dankzij isotopen de oorsprong van ijzer in de Zuidelijke Oceaan traceren. IJzer komt in verschillende chemische vormen voor, zoals ⁵⁴ Fe en ⁵⁸ Fe.

“Door de ijzerisotopen te analyseren kon ik achterhalen waar ijzer vandaan kwam. Maar dat klinkt makkelijker gezegd dan gedaan. Voor deze analyses heb ik per monster één tot vier liter zeewater nodig vanwege de extreem lage ijzerconcentraties in de Zuidelijke Oceaan Met 600 genomen monsters per expeditie waar ik aan deelnam, betekende dit dat ik een grote container vol Antarctisch water mee terug naar Texel heb gebracht."

Opwelling en zinken

Thuis bij het NIOZ ontwikkelde Tian een protocol voor de analyse van de ijzerisotopen in dit water. "Dit was bij ons instituut nog nooit eerder gedaan. Het vereiste veel handarbeid en een extreem schone laboratoriumomgeving en instrumentatie. Maar het was het waard", voegt hij eraan toe.

‘Ik heb kunnen aantonen dat in de Amundsenzee, ten westen van het Antarctisch Schiereiland, het ijzer van de bodem omhoog wordt gebracht door relatief warm, opwellend water en continentale sedimenten. Tot nu toe werd gedacht dat opgelost ijzer afkomstig zou kunnen zijn van het smeltende water. ijsplaat, maar die voornamelijk ijzerdeeltjes bevat in plaats van opgelost ijzer. Deze combinatie van ijzer uit opwellend diep water en sedimenten zal er waarschijnlijk voor zorgen dat algen aan de oppervlakte gaan bloeien."

In de Weddellzee, ten oosten van het Antarctische schiereiland, vindt geen substantiële opwelling plaats. In plaats daarvan zinkt het dichte en zoute water dat overblijft bij de vorming van (relatief zoet) zee-ijs naar de bodem. "Ik heb veel ijzer gevonden dat afkomstig is uit de diepe sedimenten in de Weddellzee, maar dit ijzer verdwijnt wanneer het water wordt gemengd met andere watermassa's in de diepte."

"Dankzij de geavanceerde bemonsteringstechnologie en chemische analyse zijn we nu in een snel tempo om te begrijpen hoe de cyclus van ijzer in de Zuidelijke Oceaan is veranderd en hoe dit het klimaatsysteem verder beïnvloedt", zegt Tian. "Hoe meer we begrijpen, hoe nauwkeuriger we de positieve of negatieve effecten van ijzerbemesting op het mariene milieu en de klimaatsystemen kunnen voorspellen."

Meer informatie: Proefschriftverdediging:www.uu.nl/agenda/promotie-sour …rn-ocean-and-coastal

Aangeboden door Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee