Piepkleine planktonpoepjes zouden zomaar eens flink kunnen helpen om het CO2-probleem op te lossen. Amerikaanse wetenschappers zetten wild zoöplankton in om koofstofverbindingen op de bodem van de oceaan op te slaan.
De minuscule zeewezentjes leven in groten getale in de wereldzeëen en hebben altijd honger. Hun enorme eetlust gaat mogelijk een cruciale rol spelen bij het oplossen van het broeikaseffect. Door kleipoeder op het wateroppervlak te strooien, bindt organische koolstof aan de kleideeltjes. Deze plakkerige massa belandt in de voedselketen van de kleine zeedieren, die elke dag weer terug naar diepere oceaanlagen migreren en het koolstofrijke geheel vervolgens uitscheiden. De microscopisch kleine uitwerpselen zinken uiteindelijk naar de bodem van de oceaan.
Biologische pomp
Dit proces lift mee op het natuurlijke mechanisme van de oceaan om koolstof op te slaan, beter bekend als de ‘biologische pomp’, en versnelt het aanzienlijk, schrijven de wetenschappers deze week in vakblad Nature Scientific Reports. Het experiment startte in het najaar, toen de jaarlijkse algenbloei ten einde liep en de algen afstierven. Hierbij wordt jaarlijks ongeveer 150 miljard ton koolstofdioxide uit de lucht gehaald en omgezet in organische koolstofdeeltjes. Normaal gesproken worden deze koolstofdeeltjes na de dood van de algen door mariene bacteriën opgegeten, wat de koolstof weer terug de atmosfeer in stuurt. Maar het team heeft in deze periode een lading kleistof verstoven over het wateroppervlak, waardoor er heel wat anders gebeurde.
Het ging precies zoals de wetenschappers hoopten: de kleideeltjes bonden aan de koolstofdeeltjes en vormden plakkerige klonten, die in de ‘maag’ van het zoöplankton verdwenen. Die verteerden deze klonten en kakten de kleiige restanten op honderden meters diepte uit. De koolstof blijft vervolgens jarenlang – en mogelijk zelfs duizenden jaren – opgeslagen in de koolstofput. “Normaal bereikt slechts een klein deel van de koolstof uit de oppervlaktelaag de diepe oceaan voor langdurige opslag”, legt hoofdonderzoeker Mukul Sharma van Dartmouth College uit. “Onze methode gebruikt klei om de biologische pomp efficiënter te maken. Zoöplankton produceert kleirijke poepjes die sneller zinken. Het maakt deze wezentjes niet uit wat ze eten: fytoplankton of kleideeltjes met fytoplankton.”
Flocs op het menu
Het onderzoeksteam testte de methode in een laboratoriumsetting met water uit de Golf van Maine tijdens een algenbloei in 2023. Toen ze klei toevoegden aan het organische koolstofmateriaal dat vrijkwam bij het afsterven van de algen, ontdekten ze dat bacteriën een soort lijm produceerden. Dit zorgde ervoor dat klei en organische koolstof kleine balletjes vormden, flocs genoemd. De flocs werden een onderdeel van het dagelijkse menu van zoöplankton. Na consumptie zinken de koolstofrijke uitwerpselen naar diepere waterlagen. De overgebleven kleikoolstofballen zakken ook naar beneden, waarbij ze onderweg steeds meer organisch materiaal verzamelen, zoals afgestorven plankton.
Mariene sneeuw
In de experimenten slaagde het kleipoeder erin om de helft van de vrijgekomen koolstof te binden voordat die weer in de lucht terechtkwam. Bovendien bleek dat de concentratie van plakkerige organische deeltjes in het water tien keer toenam na de toevoeging van klei, terwijl het aantal bacteriën die koolstof terug de atmosfeer in helpen, sterk afnam. Deze methode maakt gebruik van een cruciaal oceaanproces genaamd ‘mariene sneeuw’: een constante stroom van dode organismen, mineralen en organisch materiaal die vanuit de oppervlakte naar diepere lagen zinkt. Door klei toe te voegen, creëren de onderzoekers sneller en effectiever mariene sneeuw.
Verticale migratie
Zoöplankton speelt hierin een sleutelrol dankzij hun vraatzucht en opmerkelijke nachtelijke reis, de zogenaamde dagelijkse verticale migratie. Beschermd door de duisternis stijgen deze minuscule wezens – slechts enkele millimeters groot – honderden, soms duizenden meters omhoog om te eten in voedselrijk oppervlaktewater. Bij zonsopgang keren ze terug naar de diepte, nu met de flocs in hun maag, die ze als uitwerpselen afzetten op grote diepte. “Het versnelt het proces, omdat de koolstof via actieve transport door het zoöplankton veel sneller de diepte bereikt”, legt Sharma uit.
De volgende stap in het onderzoek is om deze techniek op grotere schaal te testen. De onderzoeker plant een veldexperiment waarbij kleistof wordt verspreid over algenbloei voor de kust van Zuid-Californië, met behulp van een sproeivliegtuig. Sensoren op verschillende dieptes zullen meten hoe verschillende soorten zoöplankton omgaan met de klei-koolstofklonten. “We moeten zorgvuldig te werk gaan”, waarschuwt Sharma. “Het is belangrijk om de juiste plekken en omstandigheden te vinden voordat we dit grootschalig toepassen. We staan nog aan het begin.”
Als het aan de onderzoekers ligt, kunnen de kleipoepjes van zoöplankton in de toekomst een belangrijke troef worden in de strijd tegen klimaatverandering. Een klein beestje met een grote impact dus.
Fytoplankton (plankton dat aan fotosynthese doet) is een verzamelnaam voor vrij in het water zwevende, microscopisch kleine organismen of plantjes die chlorofyl bevatten en niet tegen de stroming in bewegen. Het is het plantaardige deel van plankton. In zeewater zijn dit vooral algen en wieren. Het dierlijke deel wordt zoöplankton genoemd.
