vissen, walvissen, dolfijnen, krabben, zeevogels, en zo ongeveer alles wat in of buiten de oceanen leeft dankt hun bestaan aan fytoplankton, eencellige planten die aan het oceaanoppervlak leven.Phytoplankton ligt aan de basis van wat wetenschappers noemen oceanische biologische productiviteit, het vermogen van een waterlichaam om leven zoals planten, vissen en wilde dieren te ondersteunen.”Een maatstaf voor de productiviteit is de netto hoeveelheid kooldioxide die door fytoplankton wordt opgenomen,” zei Jorge Sarmiento, hoogleraar atmosferische en oceaanwetenschappen aan de Princeton University in New Jersey.
de eencellige planten gebruiken energie van de zon om kooldioxide en nutriënten om te zetten in complexe organische verbindingen, die nieuw plantaardig materiaal vormen. Dit proces, bekend als fotosynthese, is hoe fytoplankton groeit.
plantenetende zeedieren eten fytoplankton. Carnivoren, op hun beurt, eten de herbivoren, en ga zo maar door de voedselketen naar de top roofdieren zoals orka ‘ s en haaien.
maar hoe levert de oceaan de voedingsstoffen die fytoplankton nodig heeft om te overleven en om al het andere te ondersteunen dat in of buiten de oceaan leeft? Details rond dat antwoord zijn precies wat Sarmiento hoopt te leren.Robert Frouin, een meteoroloog bij het Scripps Institution of Oceanography in La Jolla, Californië, zei dat inzicht in het proces waardoor fytoplankton oceaanvoedingsstoffen verkrijgt belangrijk is voor het begrijpen van het verband tussen de oceaan en het mondiale klimaat.
” mariene biogeochemische processen reageren zowel op als beïnvloeden het klimaat,” zei Frouin. “Een verandering in fytoplankton overvloed en soorten kan het gevolg zijn van veranderingen in de fysische processen die de aanvoer van voedingsstoffen en zonlicht beschikbaarheid controleren.”
zuurstoftoevoer
fytoplankton heeft twee dingen nodig voor fotosynthese en dus voor hun overleving: energie uit de zon en voedingsstoffen uit het water. Fytoplankton absorbeert beide over hun celwanden.
tijdens de fotosynthese geeft fytoplankton zuurstof af in het water. De helft van de zuurstof in de wereld wordt geproduceerd via fotosynthese van fytoplankton. De andere helft wordt geproduceerd via fotosynthese op het land door bomen, struiken, grassen en andere planten.
als groene planten sterven en op de grond vallen of zinken naar de oceaanbodem, wordt een klein deel van hun organische koolstof begraven. Het blijft er miljoenen jaren na het nemen van de vorm van stoffen als olie, kolen en schalie.
“de zuurstof die vrijkwam in de atmosfeer toen deze begraven koolstof honderden miljoenen jaren geleden fotosynthese kreeg, is de reden waarom we vandaag zoveel zuurstof in de atmosfeer hebben,” zei Sarmiento.Vandaag de dag behouden fytoplankton en terrestrische groene planten een stabiel evenwicht in de hoeveelheid atmosferische zuurstof van de aarde, die volgens Frouin ongeveer 20% van het gasmengsel uitmaakt.
een volwassen bos neemt bijvoorbeeld tijdens de fotosynthese kooldioxide uit de atmosfeer op en zet het om in zuurstof om nieuwe groei te ondersteunen. Maar datzelfde bos geeft vergelijkbare niveaus van kooldioxide af als oude bomen sterven.
” gemiddeld heeft dit volwassen bos dan geen netto flux van kooldioxide of zuurstof naar of uit de atmosfeer, tenzij we het allemaal afsnijden voor houtkap, ” zei Sarmiento. “De oceaan werkt op dezelfde manier. Het grootste deel van de fotosynthese wordt gecompenseerd door een gelijke en tegengestelde hoeveelheid ademhaling.”
koolstofput
bossen en oceanen nemen niet meer koolstofdioxide op of laten niet meer zuurstof af. Maar menselijke activiteiten, zoals het verbranden van olie en kolen om onze auto ‘ s te besturen en onze huizen te verwarmen, verhogen de hoeveelheid kooldioxide die in de atmosfeer terechtkomt.
de meeste wetenschappers in de wereld zijn het erover eens dat deze toenemende concentraties van kooldioxide in de atmosfeer de aarde doen opwarmen. Veel onderzoekers geloven dat dit fenomeen zou kunnen leiden tot potentieel catastrofale gevolgen.Sommige onderzoekers beweren dat het verrijken van de oceanen met ijzer de groei van fytoplankton zou stimuleren, waardoor overtollig koolstof uit de atmosfeer van de aarde zou worden opgevangen. Maar veel oceaanwetenschappers en atmosferische wetenschappers debatteren of dit inderdaad een snelle oplossing zou bieden voor het probleem van de opwarming van de aarde.Onderzoek door Frouin en zijn collega van het Scripps Institution of Oceanography, Sam Iacobellis, suggereert dat een toename van fytoplankton de aarde warmer kan maken door een verhoogde absorptie van zonne-energie.
” onze simulaties tonen aan dat door het verhogen van de fytoplankton abundantie in de bovenste oceanische laag, de zee oppervlakte temperatuur wordt verhoogd, evenals de luchttemperatuur, ” Frouin zei.
zoals Sarmiento opmerkt, verkrijgt fytoplankton het grootste deel van zijn kooldioxide uit de oceanen, niet uit de atmosfeer.
“vrijwel alle kooldioxide dat door fytoplankton wordt opgenomen komt van diep in de oceaan, net als voedingsstoffen, waar bacteriën en andere organismen het hebben geproduceerd door het organische materiaal dat van het oppervlak wegzinkt in te ademen,” zei Sarmiento.