Er zijn veel oorzaken voor klimaatverandering, van landbouw tot transport en energieproductie. En nu kunnen we daar nog een oorzaak aan toevoegen: het zoute water van de diepzee.
In een baanbrekend onderzoek naar de geochemie van oude oceanen hebben een onderzoeker van de Rutgers-universiteit en een voormalige postdoctorale student van Rutgers aangetoond dat het einde van de laatste ijstijd, ongeveer 18.000 jaar geleden, een fase van snelle opwarming van de planeet samenviel met het opstijgen van zout water dat in de diepten van de oceaan gevangen zat.
Deze resultaten, gepubliceerd in het tijdschrift Nature Geoscience, werpen een nieuw licht op de manier waarop het zoutgehalte van het diepste water op aarde de hoeveelheid kooldioxide, een belangrijk broeikasgas, in de atmosfeer kan beïnvloeden.
“In de huidige oceanen bestaan verschillende grote watermassa’s, die elk worden gekenmerkt door een specifieke zoutgehalte”, legt Elisabeth Sikes, professor aan de afdeling Mariene en Kuststudies van Rutgers University, uit. “Onderzoekers vermoeden al lang dat het zoutgehalte van de diepste oceanen verband houdt met schommelingen in het kooldioxidegehalte in de atmosfeer tijdens ijstijden. Onze studie bewijst dit. ”
Koolstofdioxide en het zoutgehalte van diep water: een nauw verband
De oceanen bevatten grote hoeveelheden koolstofdioxide, dat infraroodstraling absorbeert en bijdraagt aan de opwarming van de aarde. Een groot deel van deze koolstof wordt aan het oppervlak door mariene organismen opgenomen tijdens de fotosynthese.
Tijdens hun leven en na hun dood zinken deze organismen naar de diepte. Bij hun afbraak geven ze koolstofdioxide af aan het diepe water. De verschillen in zoutgehalte tussen de diepe lagen van de oceaan vormen dan een barrière, waardoor dit gas niet naar de oppervlakte kan stijgen en terugkeren naar de atmosfeer.
Opwarming en afkoeling zijn cyclische verschijnselen die de oceaancirculatie, ook wel bekend als de ‘wereldwijde oceaanband’, versnellen of vertragen. Tijdens warme periodes, zoals nu, circuleert de oceaan sneller, waardoor het diepe water minder kooldioxide kan opslaan.
Wanneer de oceaancirculatie vertraagt en het dichtere water in koude gebieden zinkt, wordt er meer kooldioxide opgeslagen. Uiteindelijk draagt deze ophoping van kooldioxide in de diepten van de oceaan bij aan de afkoeling van de planeet, en herhaalt de cyclus zich.
Wetenschappers weten dat de opwarming van de aarde aan het einde van de laatste ijstijd gepaard ging met een massale uitstoot van kooldioxide uit de diepten van de oceaan. Het lot van het zout dat zou hebben bijgedragen aan het vasthouden van dit kooldioxide blijft echter nog steeds een raadsel.
“Het exacte mechanisme, de werkelijke fysische verklaring voor dit fenomeen, is iets wat onderzoekers al lang proberen te begrijpen”, benadrukt Ryan H. Glaubke, postdoctoraal onderzoeker aan de Universiteit van Arizona en hoofdauteur van de studie.
Om tot deze conclusie te komen, analyseerden Glaubke en Elisabeth Sikes de geochemische samenstelling van zandkorrelgrote microfossielen, gevormd door eencellige organismen die foraminiferen worden genoemd. Deze mariene sedimenten werden verzameld op de grens tussen de Indische en de Zuidelijke Oceaan, voor de kust van West-Australië.
De onderzoekers hebben deze gegevens uit de microfossielen gebruikt om een lokale geschiedenis van het zoutgehalte te reconstrueren.
Zo ontdekten ze dat aan het begin van de laatste ontijzing het ondiepe water in het bovenste deel van de Indische Oceaan gedurende enkele duizenden jaren plotseling veel zouter werd. Deze toename komt overeen met andere geochemische kenmerken die bevestigen dat het zout afkomstig was uit de diepten van de oceaan.
Volgens de onderzoekers benadrukken deze resultaten de cruciale rol die de Antarctische Oceaan speelt in het klimaat van de planeet. Het is namelijk een van de weinige plaatsen waar echt diep water, dat sterk verzadigd is met kooldioxide, naar boven komt en dit gas in de atmosfeer vrijgeeft.
Terwijl wetenschappers de huidige opwarmingsperiode blijven bestuderen, kunnen ze niet voorbijgaan aan wat er op het zuidelijk halfrond gebeurt, benadrukt Elisabeth Sikes. Hoewel de oceaan ongeveer een derde van alle koolstofemissies als gevolg van menselijke activiteiten heeft geabsorbeerd, wordt kooldioxide zonder de “zoute vlek” in de diepten van de oceaan minder efficiënt opgeslagen.
“In zekere zin is de oceaan onze grootste bondgenoot geweest in de strijd tegen klimaatverandering”, legt Ryan H. Glaubke uit. “Maar zonder een duidelijke ‘zoute vlek’ zoals die in de oude ijskoude oceaan bestond, kan hij onze koolstofemissies niet voor onbepaalde tijd vasthouden.”
