En klimathoppning som kanske inte existerar
I decennier har klimatforskare hållit fast vid en försiktigt optimistisk teori om Södra oceanen: när de globala temperaturerna stiger och antarktiska glaciärer smälter, frigörs järnet som är inneslutet i isen till de omgivande vattnen, och göddar stora blomningar av mikroskopiska alger. Dessa fytoplankton absorberar sedan koldioxid från atmosfären medan de växer och skapar en naturlig negativ återkopplingsslinga som delvis kan motverka uppvärmningseffekterna av växthusgasutsläpp. Det var, i klimatförändringarnas dystra kalkyl, en av de få självkorrigerande mekanismer som naturen möjligen kunde tillhandahålla.
Ny forskning ifrågasätter nu denna tröstande berättelse. Forskare som studerar Södra oceanen har funnit betydande problem med järngödslingteorin och föreslår att processen är långt mindre effektiv som koldioxidupptagning än tidigare antagits. Fynden kan ha viktiga konsekvenser för klimatmodeller som har inkluderat järngödsling som en mildrande faktor i långsiktiga uppvärmningsprognoser.
Hur teorin var tänkt att fungera
Järngödslingshypotesen bygger på en väletablerad observation: stora delar av Södra oceanen är vad forskarna kallar "högnärings-, lågklorofyll"-zoner. Dessa vatten innehåller rikligt med kväve, fosfor och andra näringsämnen som behövs för fytoplanktonens tillväxt, men algpopulationerna förblir förvånansvärt små. Den begränsande faktorn, som forskarna fastställde, är järn — ett mikronäringsämne som fytoplankton behöver i spårmängder men som är sällsynt i dessa avlägsna havsvatten långt från kontinentala dammkällor.
Antarktiska glaciärer innehåller järnpartiklar som skrapats från berggrunden under sin bildning. När glaciärer kalvar isberg och smälter vid sina kanter frigörs detta järn till det omgivande havet. Teorin förutsåg att accelererad smältning till följd av klimatförändringarna skulle leverera ökande mängder järn till Södra oceanen, vilket utlöser större och mer frekventa fytoplanktonblomningar som drar ner atmosfärisk koldioxid genom fotosyntes.
När fytoplanktonen dör och sjunker till havsbottnen bär de det absorberade kolet med sig i en process som kallas den biologiska pumpen. Om kolet når djuphavet kan det effektivt lagras i hundratals år eller längre och tas bort från atmosfärens kolcykel. I sin mest optimistiska form antog teorin att denna process kan absorbera en meningsfull andel av mänsklighetens kolutsläpp.
Var teorin brister
Den nya forskningen identifierar flera problem med denna kedja av resonemang. För det första spelar formen i vilken järn frigörs från smältande glaciärer en enorm roll. Inte allt järn är biologiskt tillgängligt för fytoplankton. Mycket av järnet i glacialt smältvatten är bundet i mineralformer som inte lätt absorberas av mikroorganismer, vilket minskar den effektiva gödslingspåverkan långt under teoretiska förutsägelser.
För det andra motverkar den fysiska dynamiken i smältvattendispersionen koncentrerad järnleverans. Glacialt smältvatten tenderar att spridas ut över havsytan i utspädda plymformer och distribuera redan begränsat biotillgängligt järn över enorma ytor snarare än att koncentrera det i mängder som räcker för att utlösa stora blomningar. I den tidpunkt järnet når fytoplanktonsamhällen kan koncentrationerna vara för låga för att ha en signifikant tillväxtstimulerande effekt.
För det tredje, och kanske viktigast, finns det konkurrerande processer som kan negera vilken kolabsorption som ändå äger rum. Varmare havstemperaturer kan öka den hastighet med vilken organiskt material bryts ner innan det sjunker till djupet och frigör det absorberade kolet tillbaka till vattenkolumnen och så småningom atmosfären. Förändringar i havscirkulationsmönster drivna av den uppvärmning som smälter glaciärerna kan också minska den biologiska pumpens effektivitet.
Konsekvenser för klimatmodeller
Försvagningen av järngödslingteorin har direkta konsekvenser för klimatmodellering. Vissa prognoser har inkluderat järngödsling som en negativ återkoppling som delvis skulle moderera uppvärmningen i högutsläppsscenarier. Om denna återkoppling är svagare än antagits kan vissa klimatprognoser underskatta takten och storleken på framtida uppvärmning.
Detta är inte första gången en föreslagen naturlig koldioxidbindning har visat sig vara mindre effektiv än hoppats. Skogarnas kolabsorption har också visat sig vara mer begränsad än inledande uppskattningar antydde, och havsförsurning minskar ytvattnets kapacitet att absorbera koldioxid direkt. Varje gång en föreslagen naturlig broms på uppvärmning visar sig vara svagare än förväntat, krymper det återstående kolbudgeten för att hålla uppvärmningen inom målgränserna.
Den bredare bilden
Forskningen betyder inte att järngödsling spelar noll roll i havets koldynamik. Men det antyder att det är felaktigt att räkna med accelererad glaciärsmältning för att ge en klimatfördel. Nettoeffekten av glaciärförlust förblir överväldigande negativ: stigande havsnivåer, störda havscirkulationer, sötvattenspädning av polara vatten och förlust av isplattans albedo som accelererar ytterligare uppvärmning.
För beslutsfattare och allmänheten är slutsatsen nykterande. Naturliga återkopplingsmekanismer som kanske hade mildrat klimatförändringarnas effekt verkar vara mindre kraftfulla än man hoppats. Ansvaret för att minska växthusgasutsläppen ligger fortfarande helt i mänskliga händer.
Denna artikel är baserad på rapportering från Phys.org. Läs originalartikeln.
