De plotselinge uitbarsting van minuscuul leven in het noordelijke deel van de Grote Oceaan, ongeveer 14.000 jaar geleden, werd niet veroorzaakt door een verhoogde ijzerconcentratie in het zeewater. Het is een belangrijke boodschap voor geo-engineers: IJzer alleen is kennelijk niet genoeg om de algen in bloei te zetten.
Zo´n 14.000 jaar geleden, toen een warme periode de heersende ijstijd even onderbrak, kwam de noordelijke Grote Oceaan tot leven. Fytoplankton, foraminiferen en andere minuscule zeebeestjes bevolkten de ondiepe delen van de zee – tot ze een paar honderd jaar later weer verdwenen, even plotseling als ze gekomen waren. Deze periode van algenbloei werd veroorzaakt door een gunstige combinatie van voldoende licht en voldoende voedingsstoffen, schreef een internationaal team van aard- en oceaanwetenschappers deze week in het vakblad Nature Geoscience. Daarmee ontkrachten ze de vaak geopperde veronderstelling dat de korte bloei van micro-organismen veroorzaakt zou zijn door een toename van de hoeveelheid ijzer in het oceaanwater. IJzer is een van de hulpstoffen die fytoplankton, naast voedingsstoffen, nodig heeft om te kunnen gedijen.
Algenbloei
Ook tegenwoordig zijn er regelmatig periodes van algenbloei in de noordelijke Grote Oceaan, en deze kunnen vaak wél worden toegeschreven aan ijzer dat in het zeewater terecht is gekomen. Het ijzer lift mee op stofstormen vanuit Azië, het zit in assen die vrijkomen bij vulkaanuitbarstingen, en het kan aanwezig zijn in het afgekalfde kustmateriaal dat door de oceaanstroming verder de zee in wordt getransporteerd. Op zich is het een logische gedachte dat de algenbloei van 14.000 jaar geleden ook door een piek in de ijzeraanvoer werd veroorzaakt: De zeespiegel steeg in die tijd, waardoor de kuststreek verder onder water kwam te staan en er meer ijzer de oceaan in kon spoelen.
Toch was dit niet het geval, ontdekten de onderzoekers. Ze analyseerden een kolom opgeboorde sedimenten van de oceaanbodem in de buurt van het Russische schiereiland Kamtsjatka, met als doel er achter te komen of het ijzer dat de algenbloei veroorzaakt had afkomstig was uit stofstormen of van de kust. Tot hun eigen verbazing zat er echter helemaal geen piek in het ijzergehalte vlak voor de invasie van micro-organismen. Het ijzergehalte was hoog tijdens de ijzige periode en daalde toen het warmer werd. Met de algenbloei was geen enkele relatie te vinden.
Algenbloei in de Golf van Biskaje (2010)
NASA/GSFCOceaanstroming
De onderzoekers denken dat in plaats daarvan een opeenvolging van veranderingen in de oceaanstroming van destijds voor gunstige omstandigheden voor het mini-gedierte heeft gezorgd. Door de opwarming van het klimaat en veranderingen in wind- en waterstroming begonnen de verschillende waterlagen van de zee met elkaar te mengen, waardoor er voedselrijk water naar de oppervlakte kwam. Daarna volgde een puls van koud water, veroorzaakt door afsmeltende gletsjers, die de lagen weer stabiliseerde. De bovenste waterlaag, waar het licht dat voor de algenbloei noodzakelijk is goed bij kan komen, zat daarna dus vol met voedingsstoffen, waar de kleine beestjes optimaal van konden profiteren.
“Een mooi onderzoek”, zegt Jan-Berend Stuut, die als marien sedimentoloog bij het NIOZ op Texel werkt, en gespecialiseerd is in stofonderzoek. Wel vindt hij dat de onderzoekers zich voor hun uiteindelijke scenario te veel hebben laten leiden door een beperkt aantal modelstudies die in de regio gedaan zijn. Zo zijn wetenschappers het nog niet helemaal eens over de exacte verdeling van de ijsmassa in de noordelijke Grote Oceaan van destijds. En dat heeft invloed op de het stromingspatroon, zowel van de wind als van het water.
Fytoplankton
NOAA MESA projectCombinatie
“Dit onderzoek laat weer eens zien dat het optreden van algenbloei wordt veroorzaakt door een combinatie van effecten”, zegt Stuut. “Het ijzergehalte was wel degelijk hoog in die tijd, door de aanvoer van stof en kustmateriaal, maar kennelijk moest er eerst iets aan de andere omstandigheden gebeuren voor het leven kon losbarsten.” Bij eerdere onderzoeken, in het zuidelijke deel van de Grote Oceaan, kwam de piek in algenbloei wel overeen met een tijdelijke verhoging in het ijzergehalte, weet Stuut.
De boodschap aan geo-engineers, die het broeikaseffect willen tegengaan door ijzer in zee te strooien, lijkt hem duidelijk:“De oceaan zit vol met gevoelige evenwichten. Die moeten we eerst begrijpen, voor we eraan gaan rommelen.”
Lees ook op Wetenschap24
Stervende oceanen (Paul Schilperoord, 17 juni 2010)