Water beïnvloedt organismen die erin leven. In zoetwater komen bijvoorbeeld geen zee-egels voor. Maar het werkt ook andersom: de organismen hebben een groot effect op het water zelf. Zoals bijvoorbeeld het mixen van oceaanwater. Tot voor kort was hier weinig onderzoek aan gedaan. Nieuw onderzoek van Kakani Katija en John Dabiri (beiden Californisch Instituut van Technologie) laat zien dat groepen organismen een goede mixer zijn. Dit onderzoek en vervolgonderzoek kunnen verstrekkende gevolgen hebben voor klimaatmodellen.

Mixen

Het mixen van oceaanwater is onder meer afhankelijk van de temperatuur en zoutgehalte van water. Koud water is zwaar en zal, als het zwaarder is dan de onderliggende watermassa, naar beneden zakken. Hetzelfde geldt voor water met een hoge concentratie zout. Ook wind en getijde hebben invloed. Dit zijn echter niet de enige mechanismen. Sir Charles Darwin, kleinzoon van de grondlegger van de evolutietheorie (ook Charles Darwin), opperde al dat ook het zwemmende zeeleven mixt. Zijn mechanisme heet ‘Darwiniaanse mixing’ en houdt in dat een zwemmend organisme het water letterlijk met zich meetrekt. De vorm van het zwemmend organisme en de viscositeit van het water bepalen hoeveel water meestroomt.

Voorbeelden van klein zeeleven dat zich massaal verplaatst: links krill (Meganyctiphanes norvegica) en rechts een copepode oftewel roeipootkreeft.

Wikimedia Commons via CC BY SA 3.0

Nu heeft één organisme niet zoveel invloed. Hele scholen van organismen zoals kwallen, vissen en sommige kreeftachtigen (crustacea) zoals copepoden en garnaalachtigen (krill) die dezelfde kant op zwemmen, verplaatsen wel grote massa’s water. De laatstgenoemde kreeftachtigen zwemmen dagelijks van dieper, kouder water naar het oceaanoppervlak. Eerder onderzoek liet al zien dat een school vissen het water net zo kan verstoren als een storm. Ook trad er turbulentie op door zwemmende garnaalachtigen. Met die gedachten in het achterhoofd voerden wetenschappers Katija en Dabiri hun onderzoek uit.

Katija en Dabiri simuleerden wat er met water gebeurde toen kleine kreeftachtigen erdoor zwommen. Relatief veel water werd meegenomen met de beestjes. Om dit ook live te testen, gingen ze naar Palau in de Pacifische Oceaan om daar kwallen onder de loep te nemen. Met een kleurstofje maakten de wetenschappers zichtbaar dat kwallen de kleurstof lange tijd met zich meeslepen. Ook bij grotere beesten vindt dus Darwiniaanse mixing plaats.

Grootschalig

De grote vraag is hoeveel de zeebeesten nu precies mixen. Volgens de eerste schattingen veel. De invloed van zwemmende organismen is zelfs even groot als die van de wind en getijde. Volgens Dabiri is dit mogelijk zelfs nog een onderschatting. De simulatie ging namelijk steeds uit van transport van water van één organisme in isolatie. Mogelijk dat meerdere beestjes de verplaatsing van water juist versterken. Ook naar de bodem dwarrelende uitwerpselen en organisch materiaal mixen het oceaanwater verwacht Dabiri.

Klimaat

De resultaten zijn waarschijnlijk van groot belang voor klimaatmodellen. De oceaan is namelijk een groot reservoir waarin een enorme hoeveelheden koolstof zijn opgeslagen. Bijna 40.000 Gigaton. Ter vergelijking: de atmosfeer bevat slechts 750 Gigaton koolstofdioxide (≈2% van de oceanen). Het mixen van water brengt kouder water met extra voedingsstoffen naar boven. Hierdoor groeien extra organismen die op hun beurt afsterven en naar de bodem zakken, daarmee koolstof meenemend. Ook kan kouder water meer koolstofdioxide opslaan in vergelijking met warm water. Genoeg reden voor verder onderzoek, want des te nauwkeuriger de klimaatmodellen, des te beter de mens en overheden zich kunnen instellen op eventueel verdere klimaatverandering.

De koolstofkringloop.

NASA