Gå til hovedinnhold

The Bjerknes Centre is a collaboration on climate research, between the University of Bergen, Uni Research, the Institute of Marine Research, Nansen Environmental and Remote Sensing Centre.

Gjødsling av havet med jern binder CO2

Et eksperiment i Sørishavet viser at jerngjødsling indirekte kan bidra til å fjerne CO2 fra atmosfæren.

tekst: Niva 23.07.2012

 

- Planktonalger i havet kan mangle jern for å vokse fort og binde CO2, forteller forsker Richard Bellerby, som er ansatt i Norsk institutt for vannvannforskning og Bjerknessenteret.

Han har deltatt i et internasjonalt eksperiment som ble gjennomført i Sørishavet.

- Ved å tilsette jern til et havområde har vi stimulert planktonalgenes vekst og opptak av CO2. Når algene dør synker de til store dyp og tar med seg det meste av det karbonet som de har bundet. På denne måte kan gjødsling av havet med jern indirekte bidra til å fjerne CO2 fra atmosfæren.

Når de mikroskopiske planktonalgene vokser bruker de CO2 fra vannet sammen med mindre mengder av plantenæringsstoffer for å bygge opp biomasse, forteller Bellerby. De bruker altså CO2 som cellenes byggesteiner, og dette skjer tilsvarende som hos andre planter.

Jern kan være mangelvare
- Overvåking av havområder med miljøsatellitter har påvist kraftig oppblomstring av planteplankton i havet etter tilførsel av partikler fra vulkanutbrudd og sand fra ørkener. Vi er kjent med at det er jern som i mange tilfeller har stimulert veksten av algene, sier Bellerby.

Tilsvarende er det indikasjoner på at algeoppblomstringer i Sørishavet under siste, tørre istider, var til dels forårsaket av tilførsler av jernholdig støv fra land. 

Tidligere storskala eksperimenter har også vist at tilsetning av løst jern stimulerer algeveksten i havområder som har rikelig med plantenæringsstoffene nitrogen, fosfor og silikat, men der det i utgangspunktet er lite planteplankton, forteller Bellerby.

Hva er egentlig nytt?
Tidligere eksperimenter har imidlertid ikke fulgt skjebnen til planktonbiomassen i det den synker mot bunnen av havet og eventuelt blir lagret der.

- Dersom mye av det karbonet som er bundet i planktonalgene blir frigjort tilbake til vannet som CO2, blir effekten på klimaet liten, understreker Bellerby.

Dyreplankton og bakterier bryter ned planktonalgene både mens de synker til bunns og når de har blitt liggende på bunnen. Hvor mye som blir lagret i kortere eller lengre tid på havbunnen er avhengig bl.a. av hvilke typer alger som blir stimulert av jern-tilsetningen.

Hvorfor Sørishavet?
I store deler av verdenshavene er det en lav planteproduksjon selv om tilstrekkelige mengder av næringsstoffer (nitrat, fosfat og silikat) er tilgjengelig. Det største av slike områder er Sørishavet.

Som i andre havområder oppstår her naturlig store strømvirvler som er ganske godt avgrenset fra havområdene rundt. Slike virvler er velegnet for å følge prosesser i vannmasser over mange uker. Virvlene kan spores med fintfølende instrumenter ombord i satellitter («altimeter»), ved at vannflaten «buler litt opp» i forhold til havområdene rundt.

- Dette utnyttet vi da vi skulle plukke ut områder for eksperimentet vårt, forteller Bellerby. Vi fulgte en virvel med ca. 60 km i diameter over en måned etter gjødsling med jern. Metoden gir oss god anledning til å sammenlikne prosesser i det gjødslede området med de omgivende havområdene.


Eksperimentet
Eksperimentet foregikk over vel en måned etter gjødslingen og ble gjennomført av et 30-talls forskere som representerte 15 land.

Løst jernsulfat ble tilsatt til en konsentrasjon som tilsvarer ca. 5 ganger den naturlige bakgrunns-konsentrasjonen i området, og etter 14 dager en ny dose tilsvarende 20 % av den første.

Veksten av planktonalger var i hovedsak i form av kiselalger (diatomeer), og høy konsentrasjon av kiselalger ble observert ned til 100 meters dyp pga. effektiv vertikal omblanding av vannmassene. Etter 24 dager med økning av klorofyll og partikler i de 100 m øverste vannmassene og tilsvarende økning i fosfor, nitrogen og silikat bundet i partikler, avtok konsentrasjonene gradvis.

– Dette viser at jernet stimulerte til økt vekst av store kiselalger og etter hvert en utsynking av disse, sier Bellerby.

Mye av karbonet ført til store dyp
Målingene tyder på at bare 10 % av karbonet bundet i partikler ble frigjort pga. beiting av dyreplankton og nedbrytning av bakterier mens partiklene sank fra 100 til 1000 meters dyp.

– Vi kunne følge algeoppblomstringen i overflatelagene etter tilsetting av jern til det sank ned gjennom vannmassene til store dyp, forteller Bellerby. 3-4 uker etter tilsettingen sank mengden bundet karbon i overflatevannet, mens det økte tilsvarende mot større dyp.

Døde alger klumpet seg sammen til større partikler som kunne synke mer enn 500 meter pr. døgn. Det var særlig de større artene kiselalger, som Chaetoceros dichaeta, som effektivt sedimenterte ut karbon.

Vi har beregnet at mer enn halvparten av biomassen som ble produsert sank ned til minst 1000 meters dyp, konkluderer Bellerby, og en betydelig del har sunket ned til havbunnen. Det er grunn til å anta at karbonet som blir bundet til planteplanktonet vil holdes borte fra atmosfæren i perioder fra ti år til flere hundre år. 

Aktuelt som klimatiltak?
Disse resultatene bidrar til betydelig større innsikt i mekanismene bak den tette koblingen mellom utvekslingen av CO2 mellom havet og atmosfæren, og derved betydningen av havet for endringer i klimaet.

Overføring av denne nye kunnskapen til mulige tiltak for å hindre uønsket utvikling av klimaeter derimot mer problematisk. Det er knyttet mange utfordringer til å gjennomføre tilsetting av jern til større havområder for å binde klimagassen CO2. - En av dem er å forstå hvor lang tid det tar før CO2 i biomassen igjen tilbakeføres til havet og deretter til atmosfæren, konkluderer Bellerby.

- Selv om resultatene fra dette eksperimentet er lovende, må vi erkjenne at de ikke nødvendigvis gjelder for andre havområder og situasjoner, understreker Bellerby. Vi kjenner heller ikke alle mulige utilsiktede virkninger av et så omfattende inngrep i naturen.

 

Referanse
Smetacek V, C Klaas, VH Strass, P Assmy, M Montresor, B Cisewski, N Savoye, A Webb, F d’Ovidio, JM Arrieta, U Bathmann, R Bellerby, GM Berg, P Croot, S Gonzalez, J Henjes, GJ Herndl, L J Hoffmann, H Leach, M Losch, MM Mills, C Neill, I Peeken, R Röttgers, O Sachs, E Sauter, MM Schmidt, J Schwarz, A Terbrüggen, & D Wolf-Gladrow, 2012. Deep carbon export from a Southern Ocean iron-fertilized diatom bloom. Nature: 487. s. 313 – 319.