Mozgova/Shutterstock

In 2011 deden professor Kevin Arrigo van Stanford University en zijn team een onverwachte ontdekking tijdens het bestuderen van het leven in de Arctische oceanen. Ze documenteerden een enorme groene bloei van fytoplankton die onder het ijs bloeide – een fenomeen dat onmogelijk leek gezien de beperkte penetratie van zonlicht door het dikke, reflecterende poolijs. Fytoplankton, microscopisch kleine algen die via fotosynthese tot 50% van de zuurstof op onze planeet produceren, hebben doorgaans helder, zonovergoten water nodig om te kunnen gedijen.

De onverwachte groene tint in het verder wit-blauwe Arctische landschap verontrustte onderzoekers en leidde tot een dieper onderzoek naar hoe dergelijke bloei kon ontstaan en wat ze zouden kunnen betekenen voor het kwetsbare ecosysteem van de regio.

Zes jaar later publiceerde Christopher Horvat, afgestudeerd student aan Harvard, in samenwerking met collega's een artikel in Science Advances dat een overtuigende verklaring bood. Hun onderzoek bracht de bloei in verband met een geleidelijke dunner worden van het Arctische zee-ijs, veroorzaakt door de opwarming van de aarde. Dunner ijs laat meer zonlicht doordringen, en het verminderde albedo vermindert de reflectiviteit van het ijs. Dit dubbele effect creëert een ideale omgeving voor grootschalige fotosynthese van fytoplankton, waardoor de ecologische basis van de Noordelijke IJszee opnieuw vorm krijgt.

Deze ontdekking onderstreept een paradigmaverschuiving:de klimaatverandering maakt Antarctica niet alleen groen, maar verandert ook fundamenteel een van de koudste ecosystemen op aarde.

De ontdekking van fytoplankton onder poolijs

Sean Gallup/Getty Images

Naast de oogverblindende witheid van de poolsneeuw onthulde de expeditie van 2011 in de Chukchi Zee – een stuk van de Noordelijke IJszee tussen Siberië en Alaska – een uitgebreide fytoplanktonbloei. De sensoren van Arrigo detecteerden een scherpe stijging in het chlorofylniveau toen het onderzoeksschip het ijspak binnenging. Aanvankelijk vermoedde het een storing, maar uiteindelijk bevestigde het een bloei die zich over 60 mijl langs het continentale plat van de Chukchi Zee uitstrekte.

Het team bevestigde niet alleen de aanwezigheid van met ijs bedekt fytoplankton, maar mat ook de productiviteit – een product van biomassa en groeisnelheid – die tot tien keer hoger was dan die van het open zee Arctische fytoplankton. Een dergelijke verhoogde productiviteit geeft aan dat klimaatverandering zelfs in de diepe, met ijs bedekte delen van de oceaan het leven kan beïnvloeden.

Waarom het fytoplankton in de Noordpool bloeit, waarschuwen wetenschappers

Sean Gallup/Getty Images

Voortbouwend op het werk van Arrigo betoogden Horvat en zijn collega's dat de verspreiding van de bloei rechtstreeks verband hield met het dunner worden van het ijs, waardoor een diepere lichtpenetratie mogelijk is die essentieel is voor de fotosynthese. Hun Science Advances-paper uit 2022 schrijft dit fenomeen toe aan de stijgende temperaturen op aarde, en geeft een duidelijke waarschuwing dat het Noordpoolijs steeds meer doorlaatbaar wordt voor zonlicht.

Dunner ijs betekent dat meer zonlicht de oceaan bereikt, waardoor het ijs sneller smelt en een feedbacklus ontstaat die de onderwaterstromingen verder opwarmt. Deze cyclus versterkt zowel het ijsverlies als de lichtabsorptie, waardoor omstandigheden worden bevorderd die de snelle groei van fytoplankton ondersteunen, maar ook soorten bedreigen die zijn aangepast aan een stabieler Arctisch milieu.

Zoals het artikel van Horvat stelt:“[Dit resultaat] geeft aan dat de klimaatverandering de ecologische basis van de Noordelijke IJszee en zijn koolstofcyclus aanzienlijk heeft veranderd.” Deze verschuiving zou verstrekkende gevolgen kunnen hebben voor de mondiale klimaatregulering en de mariene biodiversiteit.