Belgisch global change onderzoek 1990-2002 - Federaal ...

De rol van oceanen in global change
3.2.4 Biologische pomp
Een ander belangrijk mechanisme om koolstof
uit de atmosfeer te binden, is fotosynthese.
Fotosynthetiserende organismen zijn in
staat om, onder invloed van licht, CO 2 in
koolwaterstoffen om te zetten. Ze maken daarbij
ook zuurstof (O 2 ) vrij. Een vereenvoudigde
reactievergelijking van het proces kan als volgt
worden uitgeschreven:
Fotosynthese
CO 2 + H 2 O CH 2 O + O 2
waarbij formaldehyde (CH 2 O) de vereen-
voudigde voorstelling van het gesynthetiseerde
organische materiaal is.
Alleen in de bovenste zone van de
oceanen (de eufotische zone) is er voldoende
licht om fotosynthese te laten gebeuren.
Vandaar dat het vooral algen zijn die in de
oceanen voor fotosynthese zorgen. De
levende of dode algen zijn het voedsel voor
andere organismen (zooplankton, vissen,
bacteriën). Deze zetten op hun beurt een deel
van de organisch vastgelegde koolstof weer in
CO 2 om. Dat proces heet verbranding en soms
wordt het ook wel eens ‘respiratie’ genoemd.
De verbranding verloopt precies omgekeerd
aan de fotosynthese:
Respiratie
CH 2 O + O 2 CO 2 + H 2 O
Als de respiratie in de bovenste waterlagen
gebeurt, kan het vrijgekomen CO 2 in de
fotosynthese worden gerecycleerd of naar
de atmosfeer uitgestoten. Een deel van de
organisch gebonden koolstof zakt echter in
de vorm van dode organismen of fecaal afval
naar diepere waterlagen. In de intermediaire
waterlagen (boven de 1.000 meter) wordt
deze organische koolstof (meestal door
bacteriën) eveneens tot CO 2 afgebroken,
maar het vrijgekomen CO 2 kan echter niet
worden uitgewisseld met de atmosfeer en
blijft in opgeloste vorm. Deze intermediaire
watermassa’s vormen op een tijdschaal van
enkele tientallen jaren een koolstofput.
Slechts een kleine fractie van de koolstof
die in de bovenste waterlagen organisch werd
gebonden, bereikt uiteindelijk de bodem van de
oceaan. Deze moleculen worden na afzetting
door organismen die op de zeebodem leven
(de bentische organismen) verder afgebroken.
Tenslotte wordt een nog kleinere fractie van
het bezonken organisch materiaal begraven en
in mariene sedimenten vastgehouden. Deze
koolstof wordt gedurende miljoenen jaren
opgeborgen.
3.2.5 Chemische pomp
De chemische pomp of carbonaatpomp wordt
recentelijk ook beschouwd als een belangrijk
mechanisme om koolstof van hogere naar
diepere waterlagen te transfereren. Veel
levende zeeorganismen bouwen vanuit opgelost
bicarbonaat en calciumionen een skelet op van
calciumcarbonaat (CaCO 3 ). De reactie is als
volgt:
- 2+ 2 HCO + Ca CaCO3 + CO + H O
3
2 2
Dit is dus een proces waarbij CO 2 wordt
geproduceerd maar het laat ook de sedimentatie
toe van skeletten van dode organismen. In
de diepere waterlagen kan een deel van de
CaCO 3 onder invloed van lagere temperatuur
- en hogere druk, opnieuw in bicarbonaat- (HCO ) 3
en calcium- (Ca2+ ) ionen uiteenvallen. Niettemin
geraakt een belangrijke fractie van de CaCO 3
voor miljoenen jaren in mariene sedimenten
begraven.
3
55