Meer dan honderdduizend ton aan microben – waaronder vriendelijke, maar mogelijk ook schadelijke microscopisch kleine wezentjes – kunnen vrijkomen als ‘s werelds gletsjers smelten.

Daarvoor waarschuwen onderzoekers van Aberystwyth University. En het is niet eens een scenario dat pas werkelijkheid wordt als de aarde extreem opwarmt; al tijdens een gematigde opwarming van onze planeet dreigen al deze microben meegevoerd te worden naar heel andere ecosystemen, zo is te lezen in het blad Nature Communications Earth & Environment.

Het onderzoek
De onderzoekers trekken die conclusie nadat ze smeltwater afkomstig van acht gletsjers in Europa en Noord-Amerika en twee plekken op Groenland analyseerden. “De resultaten verrasten ons wel een beetje,” vertelt onderzoeker Ian Stevens aan Scientias.nl. “We hadden wel verwacht dat we in elke milliliter smeltwater tienduizenden microben zouden kunnen aantreffen, maar dachten dat dit aantal op de verschillende locaties waar we bemonsterden, zou variëren.” Maar dat was niet zo. “Het was opmerkelijke consistent op alle plekken, ongeacht hun hoogt- en breedteligging, het klimaat of de stroming van het smeltwater.” En die consistentie gaf de wetenschappers dan ook het vertrouwen dat ze hun data konden extrapoleren, om zo een inschatting te maken van het aantal microben dat vrijkomt als alle gletsjers op het noordelijk halfrond zouden smelten.

Bacteriën, schimmels, algen en virussen
En die inschatting liegt er niet om. Onder een klimaatscenario dat voortvloeit uit een gematigde stijging van onze uitstoot zal naar verwachting meer dan 100.000 ton aan microben door smeltwater meegevoerd worden en vrijkomen in stroomafwaarts gelegen gebieden. Het gaat daarbij niet alleen om bacteriën, zo benadrukt Stevens. Maar ook om algen, schimmels en virussen die op dit moment aan het oppervlak van gletsjers en andere grote ijsmassa’s te vinden zijn.

“Op het ijsoppervlak vinden we tijdens de zomermaanden, wanneer het ijs smelt, een actieve microbiële samenleving. Hoe die microben op dat ijsoppervlak terechtkomen, weten we niet goed. Mogelijk zijn ze gelijktijdig met de sneeuw op het ijsoppervlak afgezet. In dat geval zitten de microben dus in de sneeuw die in de winter op de gletsjers valt en belanden deze microben wanneer de sneeuw smelt op het ijsoppervlak.” Een andere mogelijkheid is dat ze op stofdeeltjes zitten die op de ijskappen waaien. “Of dat ze ‘uit het ijs gesmolten zijn’. Oftewel: dat ze honderden en duizenden jaren geleden onderdeel uit zijn gaan maken van het ijs waaruit de gletsjers zijn opgebouwd (en vrijkomen nu dat ijs smelt, red.).” Ten slotte is het ook nog mogelijk dat de bacteriën al meerdere zomers op het ijsoppervlak leven. “We weten niet welk van deze opties klopt, maar we vermoeden dat we met een combinatie van deze opties te maken hebben.”

Weggevoerde microben
Éen ding staat, ongeacht hoe die microben precies op het ijs komen, wel vast. Namelijk: zodra het ijs smelt, glijden grote aantallen van deze microben – meegevoerd door smeltwater – van de gletsjers af. Ze belanden vervolgens in stroomafwaarts gelegen gebieden en hebben daar een nog ongewisse invloed op. “We weten op dit moment niet of ze voordelig of schadelijk zijn voor deze ecosystemen en moeten meer onderzoek doen om dat te achterhalen. Eén manier waarop ze van invloed zouden kunnen zijn op stroomafwaarts gelegen ecosystemen is middels het afleveren van koolstof en andere voedingsstoffen (zoals stikstof en fosfor). Elke cel kan namelijk gezien worden als een klein pakketje voedingsstoffen dat vrijkomt als de cel sterft en uiteenvalt. Die voedingsstoffen kunnen vrij gemakkelijk door andere organismen worden gebruikt.” Ook over de impact van gletsjervirussen is nog veel onduidelijkheid. “We weten niet of deze virussen stroomafwaarts belangrijk zijn, maar we weten wel dat ze op het oppervlak van de gletsjers bacteriën actief infecteren en doden.”

Veel onduidelijkheid
De aanwezigheid van grote hoeveelheden microben op het ijsoppervlak is op zichzelf geen reden tot zorg, zo benadrukt Stevens. En ook het feit dat de microben met smeltwater van de gletsjers af glijden, is op zichzelf niet iets waar we ons direct immense zorgen over hoeven te maken. “Het proces waarbij microben door smeltende gletsjers stroomafwaarts worden afgezet, speelt waarschijnlijk al zo lang als er smeltende gletsjers zijn.” En toch is het wel iets wat onze aandacht behoeft. “Want onder invloed van klimaatverandering verwachten we tussen nu en de tweede helft van de 21e eeuw een enorme toename te zien in het aantal microben dat stroomafwaarts wordt afgezet, gevolg door een afname in deze afzetting tegen 2100 en daarna (behalve dan in Groenland, waar we verwachten dat de smelt – en dus ook de afzetting van microben – ook na 2100 nog blijft toenemen). Wat we echter niet weten, is hoe stroomafwaarts gelegen ecosystemen op deze toename en daaropvolgende afname in afgezette microben (die, zoals gezegd dus in feite kleine voedselpakketjes vormen), gaan reageren.” “Hoewel deze microben stroomafwaarts gelegen gebieden van voedingsstoffen voorzien, kunnen sommige ervan ook schadelijk zijn,” voegt onderzoeker Arwyn Edwards toe.

Vervolgonderzoek
En zo blijven er na deze studie dus ook vooral veel vragen over. “Een belangrijk vervolgstap is nu om beter te gaan begrijpen waar deze microben vandaan komen,” stelt Stevens. Daarnaast is hij ook benieuwd hoe het de microben vergaat wanneer ze met smeltwater dwars door de gletsjers heen sijpelen en zich vervolgens onder de gletsjer naar stroomafwaarts gelegen gebieden begeven. “Daarnaast willen we ook graag weten wat voor typen bacteriën in smeltwater gemobiliseerd worden.” Om dat te achterhalen, worden op dit moment DNA-sequencingmethoden losgelaten op de monsters die Stevens en collega’s op Groenland, maar bijvoorbeeld ook op Spitsbergen hebben verzameld. En daarnaast is het natuurlijk zaak om uit te gaan zoeken welke impact de microben op stroomafwaarts gelegen gebieden hebben.

De microben die op het oppervlak van gletsjers te vinden zijn, zijn ook van invloed op de onderliggende gletsjer zelf. Zo kunnen ze zelfs een bijdrage leveren aan de smelt ervan. “De microben maken het oppervlak donkerder, waardoor het minder licht reflecteert en meer energie absorbeert. Dus het smelt meer. Het zijn vooral algen – die een donker pigment produceren, dat voor hen als een soort zonnebrand werkt – die hier een rol in spelen.” En hun impact is zeker niet verwaarloosbaar. “In het zuidwesten van Groenland weten we – dankzij modellen – dat deze algen verantwoordelijk zijn voor 10 tot 37 procent van de smelt. Dus in andere woorden: als deze algen er niet waren, zou de ijskap 10 tot 37 procent minder smelt doormaken.”

“Smeltende gletsjeroppervlakken herbergen actieve microbiële samenlevingen die bijdragen aan de smelt (zie kader hierboven, red.) en (…) stroomafwaarts gelegen ecosystemen voeden, maar die gemeenschappen zijn nog altijd slecht begrepen,” vat Tristram Irvine-Fynn de hele kwestie pakkend samen. En daar moet verandering in komen, zo bepleit deze nieuwe studie. Want de komende decennia zal het smeltwater – en daarmee ook de afzetting van deze microben – naar verwachting een spectaculaire toename doormaken.