Tipping points, omslagpunten waarna het klimaat onomkeerbaar verandert, leken altijd iets van de verre toekomst (en dus niet zo belangrijk), maar dat is niet langer het geval: op de Noordpool is nu zo’n kantelpunt bereikt. De chemische samenstelling van de Noordelijke IJszee is dusdanig veranderd dat de voedselketen blijvend verstoord is.
Door het gigantische verlies aan zee-ijs bereikt zonlicht nu grote, ondiepe delen van de oceaan, die vroeger met ijs waren bedekt. Daardoor wordt nitraat afgebroken, een cruciale voedingsstof voor plankton, vissen en zeevogels. Plankton vormt zelfs de basis van de Arctische voedselketen.
Volgens een nieuwe studie leidt de afname van nitraat ertoe dat de hoeveelheid leven die het ecosysteem kan ondersteunen, beperkt wordt. Daarnaast vermindert daardoor het vermogen van de Noordelijke IJszee om koolstof op te slaan. Plankton speelt namelijk een sleutelrol bij het opnemen van koolstof uit de atmosfeer via fotosynthese.
Leestip: Alarmerende toename van hittegolven op zee bedreigt ecosystemen in Noordelijke IJszee
Minder koolstofopslag
Recente studies merkten al op dat er minder dieren zijn in de Arctische wateren, maar de oorzaken daarvan waren niet bekend, omdat er nog maar weinig diepgaand onderzoek is gedaan naar de chemische samenstelling van de oceaan.
Onderzoekers van de Universiteit van Edinburgh hebben nu twintig jaar aan gegevens geanalyseerd uit de Framstraat, een zeestraat waardoor Arctisch water naar de Atlantische Oceaan stroomt. Vanaf 2009 vond er een duidelijke omslag plaats: het nitraatgehalte in het water dat de Noordelijke IJszee verlaat, daalde sindsdien gestaag. Deze afname viel samen met de drastische vermindering van het Arctische zee-ijs, die rond dezelfde periode begon. Dit heeft een proces versneld waarbij nitraat wordt omgezet in stikstofgas in de ondiepe continentale gebieden die bijna de helft van de Noordelijke IJszee beslaan.
Wat is nitraat en waarom is het zo belangrijk?
Nitraat is een chemische verbinding van stikstof en zuurstof (NO₃⁻) en vormt een van de belangrijkste voedingsstoffen voor planten, algen en plankton. Het is een biologisch beschikbare vorm van stikstof, een element dat onmisbaar is voor de opbouw van eiwitten, DNA en andere essentiële bouwstoffen van levende organismen. Hoewel stikstofgas het grootste deel van onze atmosfeer uitmaakt, kunnen de meeste organismen die vorm niet rechtstreeks benutten. Nitraat maakt die stikstof wel toegankelijk. Het ontstaat wanneer stikstof uit de lucht of uit organisch materiaal wordt omgezet door bacteriën. Dat gebeurt bijvoorbeeld in de bodem, in rivieren en oceanen en bij de afbraak van planten- en dierenresten.
In de oceaan speelt nitraat een cruciale rol voor de groei van fytoplankton, microscopisch kleine algen die de basis vormen van vrijwel alle mariene voedselketens. Wanneer de beschikbaarheid van nitraat afneemt, groeit er minder plankton en komt er minder voedsel beschikbaar voor grotere organismen zoals vissen, zeevogels en zeezoogdieren. Daarnaast helpt fytoplankton bij het opnemen van koolstofdioxide uit de atmosfeer via fotosynthese. Een deel van die koolstof wordt langdurig opgeslagen in de diepzee. Daarom is nitraat niet alleen essentieel voor het leven in zee, maar speelt het ook een belangrijke rol in de regulering van het klimaat op aarde.
Verschuiving naar te weinig nitraat
De verschuiving naar een situatie waarin nitraat de beperkende factor is, leidt er waarschijnlijk toe dat de Noordelijke IJszee in de toekomst mogelijk alleen nog kleinere soorten plankton kan ondersteunen. Daardoor is er minder voedsel beschikbaar voor de hogere niveaus van de voedselketen.
“Jarenlang dachten we dat het verlies van zee-ijs in de Noordelijke IJszee zou leiden tot meer groei van fytoplankton, omdat er meer zonlicht het oppervlaktewater kon bereiken. Onze bevindingen wijzen erop dat deze relatie is veranderd: de Noordelijke IJszee lijkt te zijn verschoven van een systeem dat vooral werd beperkt door de hoeveelheid licht naar een systeem dat in toenemende mate wordt beperkt door de beschikbaarheid van nitraat. Dat heeft verstrekkende gevolgen voor mariene ecosystemen, voedselketens en de rol van het Arctische gebied in het klimaatsysteem van de aarde”, aldus onderzoeksleider Marta Santos-García, die promoveert aan de Universiteit van Edinburgh.
Leestip: Waarom Antarctica op een kantelpunt staat
Gevolgen voor Atlantische Oceaan
Omdat de hoeveelheid zee-ijs blijft afnemen, is het erg onwaarschijnlijk dat de Noordelijke IJszee ooit nog terugkeert naar haar vroegere toestand. Maar verder onderzoek is nodig om te begrijpen welke bredere gevolgen dit heeft voor mariene populaties in andere delen van de wereldzeeën, waaronder de Noord-Atlantische Oceaan. “De veranderingen die wij beschrijven, laten zien dat het ecosysteem van de Noordelijke IJszee rond 2009 een kantelpunt heeft bereikt. Hoe deze verandering zich door de voedselketen verspreidt, moet nauwlettend worden gevolgd, omdat dit diepgaande gevolgen kan hebben voor ons allemaal, waaronder voor de commerciële visserij in de Noord-Atlantische Oceaan”, vertelt professor Raja Ganeshram van de Universiteit van Edinburgh, die het onderzoek de afgelopen twintig jaar heeft geleid.
Wil je niets van Scientias missen? Volg Scientias op Google Discover dan zie je al onze verhalen!
Uitgelezen? Luister ook eens naar de Scientias Podcast:
