motivatie: waar komen CO2-emissies terecht?
u hebt waarschijnlijk gehoord dat een manier om klimaatverandering te bestrijden is door een boom te planten. Dit werkt omdat bomen fotosynthese uitvoeren, kooldioxide (CO2) uit de atmosfeer absorberen en opslaan in hun hout en bladeren. Als bomen hun bladeren verliezen, wordt een deel van de CO2 teruggevoerd naar de atmosfeer van hun ontbinding, maar een deel wordt overgehouden en opgeslagen in de bodem. Het lijkt misschien niet veel, maar het klopt: wereldwijd absorberen bossen ongeveer 1/3 van de menselijke CO2-uitstoot door het verbranden van fossiele brandstoffen, wat bijdraagt aan het vertragen van de opwarming van de aarde.
koraalriffen worden vaak de “regenwouden van de zee” genoemd vanwege hun verbazingwekkende biodiversiteit (figuur 1 ). 25% van alle diersoorten in de oceaan noemen riffen hun thuis. Maar bootsen riffen ook bossen na in hun vermogen om CO2 op te nemen? Deze vraag is moeilijk te beantwoorden gebleken vanwege de complexiteit van het ecosysteem. Zooxanthellae—kleine algen die in koraalskeletten leven-spelen de rol van bomen in de riffen als fotosynthesizers en de ultieme bron van energie voor de rest van de rifbewoners. Net als in een bos, wordt veel van de CO2 geabsorbeerd in fotosynthese afgebroken en teruggebracht naar de atmosfeer. Maar er is een extra proces dat uniek is voor riffen: als koralen hun calciumcarbonaat skeletten bouwen in een proces dat bekend staat als calcificatie, geven ze CO2 af. Om de totale impact van riffen op klimaatverandering te bepalen, moeten wetenschappers daarom bepalen of het CO2 dat door fotosynthese wordt geabsorbeerd meer of minder is dan het CO2 dat door verkalking vrijkomt.
Methods: Measuring the fluxes
de meeste eerdere studies naar de CO2-uitstoot in de oceaan vertrouwden op het nemen van watermonsters aan het oceaanoppervlak en het meten van het in het water opgeloste CO2. Aan de hand van de concentratie in het water en een schatting van de windsnelheid, is het mogelijk om te berekenen hoe snel CO2 zal diffunderen in de atmosfeer. Het probleem met deze aanpak is dat het afhankelijk is van individuele metingen. Dit maakt het erg moeilijk om te zien hoe de CO2 flux verandert in de tijd of over verschillende delen van het rif.
een nieuwe studie van een onderzoeksgroep van de Universiteit van Queensland, Australië, biedt een innovatieve nieuwe manier om deze vraag aan te pakken. In plaats van individuele monsters te verzamelen, hebben de auteurs de CO2-uitwisseling direct gemeten door een instrument bovenop het rif te laten zweven (Figuur 2). Het instrument, een eddy covariance tower genaamd, bewaakt continu de CO2-concentratie in de lucht. Vervolgens maakt het gebruik van een reeks complexe berekeningen op basis van de windsnelheid en-richting om te bepalen of CO2 uit het water naar de atmosfeer stroomt of vice versa. Deze torens zijn zeer nuttig geweest voor het meten van CO2-uitwisseling op het land, waar ze kunnen worden bevestigd aan een harde ondergrond, maar dit is de eerste keer dat iemand probeert vast te binden op pontons en drijven ze over een rif!
resultaten: zijn riffen een bron of een put van CO2?
het vermogen om continu CO2 te meten bleek cruciaal, omdat de CO2-flux in de loop van de dag dramatisch fietste en verschilde tussen de delen van het rif. In het rif vlak (een zanderige bodem zone tussen het belangrijkste rif en een lagune), was er een totale uitstoot van CO2 uit de oceaan aan de atmosfeer (Figuur 3). Dit veranderde echter gedurende een dagelijkse cyclus, met een piek in de middag toen de CO2-uitstoot door verkalking waarschijnlijk het sterkst was. ‘S nachts absorbeerde de oceaan een beetje CO2, maar niet genoeg om de verliezen overdag te compenseren. Dit suggereert dat, in tegenstelling tot bossen op het land, koraalriffen eerder CO2 vrijgeven dan Opslaan als gevolg van het verkalkingsproces.
de lagunes in het rif bleken echter CO2 te absorberen (Figuur 4). Dit komt waarschijnlijk omdat er meer fotosynthese was door algen die in de lagune leefden, en minder CO2 vrijkwam uit de koraalbouw dan in de rifvlakte. De totale impact van het rif op de klimaatverandering hangt daarom af van het evenwicht tussen de twee soorten milieu. CO2 werd door de lagunes opgenomen sneller dan het vrijkwam de Rif flats, maar de flats zijn twee keer zo groot als de lagunes in dit rif. Uiteindelijk balanceren ze elkaar: het rif lijkt net zoveel CO2 vrij te geven als het absorbeert. De “regenwouden van de zee” zijn verbluffend mooi en bieden een enorm scala aan voordelen voor de visserij en oceaanecosystemen, maar het absorberen van CO2 is daar misschien niet een van.
ik heb onlangs een PhD in Marine Science afgerond aan de Universiteit van South Carolina en ben nu postdoc aan Memorial University of Newfoundland. Ik onderzoek de effecten van klimaatverandering op organisch materiaal in de bodem in boreale bossen en veengebieden. Ik besteed mijn vrije tijd aan het plukken van bessen en het verkennen van” The Rock ” (Newfoundland).