"De wetenschappelijke gemeenschap heeft altijd gedacht dat de impact van luchtverontreiniging wordt gevoeld in de buurt van waar het zich afzet", zegt Athanasios Nenes. "Deze studie toont aan dat het ijzer zich over de oceaan kan verspreiden en ecosystemen duizenden kilometers verderop kan beïnvloeden."
Al decennia lang zweeft de luchtvervuiling die vanuit Oost-Azië over de grootste oceaan in de wereld afdrijft, van een kettingreactie die heeft bijgedragen aan het zuurstofniveau dat duizenden kilometers verderop in tropische wateren valt, blijkt uit nieuw onderzoek.
"Er is een groeiend bewustzijn dat zuurstofniveaus in de oceaan met de tijd kunnen veranderen", zegt Taka Ito, universitair hoofddocent aan het Georgia Institute of Technology. "Een reden daarvoor is de warme omgeving - warm water houdt minder gas vast. Maar in de tropische Stille Oceaan is het zuurstofniveau veel sneller gedaald dan de temperatuurverandering kan verklaren. "
Een kaart die laat zien hoe luchtvervuilend ijzer in de noordelijke Stille Oceaan duizenden kilometers verder kan reizen. (Credit: Georgia Tech)In het rapport beschrijven de onderzoekers hoe luchtverontreiniging door industriële activiteiten de niveaus van ijzer- en stikstof-belangrijke voedingsstoffen voor het leven in zee had verhoogd - in de oceaan voor de kust van Oost-Azië. Zeestromingen droegen toen de voedingsstoffen naar tropische gebieden, waar ze werden geconsumeerd door fotosynthese van fytoplankton.
Maar hoewel het tropische fytoplankton mogelijk meer zuurstof in de atmosfeer heeft afgegeven, had hun consumptie van de overtollige voedingsstoffen een negatief effect op de opgeloste zuurstofniveaus dieper in de oceaan.
"Als je aan de oppervlakte actievere fotosynthese hebt, produceert het meer organische stof, en een deel daarvan zinkt naar beneden," zegt Ito. "En als het zakt, zijn er bacteriën die organische stof consumeren. Zoals wij zuurstof inademen en CO uitademen2, de bacteriën verbruiken zuurstof in de ondergrondse oceaan, en er is een tendens om meer zuurstof te verbruiken. "
Dat proces speelt zich overal in de Stille Oceaan af, maar de effecten zijn het meest uitgesproken in tropische gebieden, waar opgeloste zuurstof al laag is.
Dalende sinds de 1970s
Athanasios Nenes, een professor bij Georgia Tech die met Ito aan het onderzoek heeft gewerkt, zegt dat het onderzoek het eerste is dat beschrijft hoe ver de impact van menselijke industriële activiteit kan reiken.
"De wetenschappelijke gemeenschap heeft altijd gedacht dat de impact van luchtverontreiniging wordt gevoeld in de buurt van waar het zich afzet", zegt Nenes. "Deze studie toont aan dat het ijzer zich over de oceaan kan verspreiden en ecosystemen duizenden kilometers verderop kan beïnvloeden."
Hoewel er aanwijzingen waren dat de wereldwijde klimaatverandering van invloed zou kunnen zijn op de toekomstige zuurstofniveaus, werden Ito en Nenes aangespoord om een verklaring te zoeken waarom de zuurstofniveaus in de tropen sinds de 1970s waren afgenomen.
Om te begrijpen hoe het proces werkte, ontwikkelden de onderzoekers een model dat atmosferische chemie, biogeochemische cycli en oceaancirculatie combineert. Hun model brengt in kaart hoe vervuild, ijzerrijk stof dat zich nestelt over de Noordelijke Stille Oceaan wordt gedragen door zeestromingen naar het oosten in de richting van Noord-Amerika, langs de kust en dan terug naar het westen langs de evenaar.
In hun model waren de onderzoekers verantwoordelijk voor andere factoren die ook zuurstofniveaus kunnen beïnvloeden, zoals de watertemperatuur en variabiliteit van de oceaanstroming.
Of het nu komt door het verwarmen van zeewater of door een toename van de ijzervervuiling, de gevolgen van het groeien van zones met zuurstofminimalisatie zijn verreikend voor het leven in zee.
"Veel levende organismen zijn afhankelijk van zuurstof die wordt opgelost in zeewater", zegt Ito. "Dus als het laag genoeg wordt, kan het problemen veroorzaken, en het kan habitats voor mariene organismen veranderen."
Niet gemakkelijk te vervangen
Af en toe zwellen wateren uit zuurstofarme gebieden naar de kustwateren, waarbij populaties van vissen, krabben en vele andere organismen worden gedood of verplaatst. Die "hypoxische gebeurtenissen" kunnen frequenter worden naarmate de zuurstof-minimum zones groeien, voegt hij eraan toe.
De toenemende activiteit van fytoplankton is volgens Tweng een tweesnijdend zwaard.
"Fytoplankton is een essentieel onderdeel van de levende oceaan", zegt hij. "Het dient als de basis van voedselketen en absorbeert atmosferische kooldioxide. Maar als de vervuiling door blijft gaan met het leveren van overtollige voedingsstoffen, put het proces van de ontbinding zuurstof uit de diepere wateren en deze diepe zuurstof kan niet gemakkelijk worden vervangen. "
De studie breidt ook uit naar het begrip van stof als een transporter van vervuiling, zegt Nenes.
"Stof heeft altijd veel belangstelling getrokken vanwege de impact op de gezondheid van mensen," zegt Nenes. "Dit is echt de eerste studie die aantoont dat stof een enorme impact kan hebben op de gezondheid van de oceanen op manieren die we nog nooit hebben begrepen. Het roept gewoon de noodzaak op om te begrijpen wat we doen met mariene ecosystemen die populaties wereldwijd voeden. "
De studie, gepubliceerd in Nature Geoscience, werd gesponsord door de National Science Foundation, een Georgia Power Faculty Scholar Chair en een Cullen-Peck Faculty Fellowship.
Bron: Georgia Tech
Verwante Boeken
at InnerSelf Market en Amazon
