Samenvattingen

KNAW-symposium Het leven in de zee van de toekomst

De oceanen verzuren en worden steeds warmer. Wat zijn de effecten van die verzuring en opwarming van de oceanen op het leven in de zee? Met welke gevolgen krijgen we in de toekomst (nog meer) te maken? De sprekers op dit KNAW-minisymposium belichten deze problematiek vanuit hun eigen vakgebied. Aan bod komen inzichten vanuit de fysica, de chemie, de biologie en de geologie.

Recente variaties in de temperatuur van het oceaanwater

Prof. dr. ir. Henk Dijkstra

Universiteit Utrecht

Dijkstra-Henk-4035

Door intensieve metingen van de temperatuur van oceaanwater in de afgelopen 40 jaar (1971-2010) is vastgesteld dat de bovenste 700 meter van de gemiddeld vier kilometer diepe oceanen flink is opgewarmd. Ook in diepere waterlagen is een stijging van de temperatuur gemeten. Al met al hebben de oceanen het grootste deel van de extra warmte opgenomen die veroorzaakt is door de toename van broeikasgassen in de atmosfeer, vooral als gevolg van de toename van CO₂. Slechts een zeer klein deel van de extra warmte blijft in de atmosfeer en is de oorzaak van de gemeten stijging van de luchttemperatuur. De sterke natuurlijke variaties in de temperatuur van het oceaanwater, veroorzaakt door variaties in oceaanstromingen en fenomenen zoals El Niño, leiden tot een complex verband tussen de toename van CO₂ en de luchttemperatuur. Zo is de luchttemperatuur sinds 1997 niet veel verder gestegen terwijl de CO₂-concentratie sterk is toegenomen; dit wordt vaak aangeduid als 'de hiatus’. In deze voordracht ligt de nadruk op:

  • de verklaring van deze hiatus; en
  • de effecten van de temperatuurvariaties op het zuurstofgehalte in het oceaanwater en de hoogte van de zeespiegel.

Opname van CO₂ in zee en de veranderingen van de chemie van zeewater

Prof. dr. ir. Hein de Baar

Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee

Baar-de-Hein-3814

De afgelopen 200 jaar is door verbranding van fossiele brandstoffen zeer veel extra CO₂ in de lucht gekomen. Ongeveer 40 procent van deze CO₂-emissies is vervolgens door de oceanen opgenomen. Het gevolg is flinke verandering van de chemische samenstelling van zeewater. De concentratie van het bicarbonaat ion [HCO₃⁻] is flink toegenomen, ook de concentratie opgeloste [CO₂] vorm is toegenomen. Beide toenames kunnen leiden tot stimulering van fotosynthese door eencellige algen en dus de groei van algen, de basis van de voedselketen in de zee.  Echter bij stijging van het totale opgeloste kooldioxide neemt het opgeloste carbonaat ion [CO₃²⁻] sterk af. Dit lijkt tegenstrijdig maar is het niet en zal worden uitgelegd. Biocalcificatie voor maken van kalk (CaCO₃) voor schelpen en koraalriffen kan gebruik maken van het bicarbonaat ion [HCO₃⁻] dat is toegenomen of het carbonaat ion [CO₃²⁻] dat sterk is afgenomen. In het laatste scenario zal het steeds moeilijker worden voor organismen om kalk te blijven maken voor hun schelpen of koraalriffen. Dode (fossiele) schelpen en koraalriffen zullen in ieder geval meer en meer gaan oplossen en aldus steeds meer verdwijnen. De oceanen hadden vele duizenden jaren een stabiele chemie en biologie, maar zijn in de laatste twee eeuwen sterk veranderd en zullen in de toekomst nog meer veranderen.

icon_downl_generiek.gifPresentatie Hein de Baar

Effecten van toenemende warmte en CO₂ op het leven in zee

Prof. dr. Jack Middelburg

Universiteit Utrecht

Middelburg-Jack-4551

Het opwarmen, verzuren en zuurstofverlies van de oceaan beïnvloeden het leven in de zee. Temperatuurstijging heeft een direct effect op de fysiologie van organismen en interacties in voedselwebben en een indirect (via verhoogde stratificatie) op het functioneren van ecosystemen. De oplosbaarheid van zuurstof neemt af met het opwarmen van de oceaan en dit leidt tot een toename van zuurstofarme zones; de zogenaamde deadzones waar dieren en planten zijn uitgestorven en bacteriën welig tieren. Verzuring van de oceanen, het andere CO₂-probleem, kan enerzijds algengroei stimuleren, maar is vooral voor kalkschelpen en koralen een probleem. Diverse organismen blijken redelijk robuust te zijn tegen oceaanverzuring, maar er zijn ook organismen, inclusief economisch belangrijke, die een onzekere toekomst tegemoet gaan.

Broeikasklimaten van het verre verleden als imperfecte analoog voor de toekomst

Prof. dr. Appy Sluijs

Universiteit Utrecht

Bieden resultaten uit het verleden soms wél zekerheid voor de toekomst? Opwarming, verzuring en zuurstofloosheid van oceanen zijn niet zozeer van alle tijden maar net zomin uniek. Specifieke perioden uit het geologische verleden bieden daarom kansen om te onderzoeken wat er onder zulke omstandigheden gebeurt. Niet zozeer op de korte termijn van jaren tot eeuwen, maar cruciale inzichten in biologische, chemische en fysische processen op iets langere tijdschalen identificeren en kwantificeren we in de paleo-oceanografie. In deze lezing wordt ingegaan op wat we recent geleerd hebben over hoe dit soort imperfecte analogen van de moderne tijd ontstonden, hoe lang ze duurden en hoe de natuur, helemaal in haar eentje, de problemen weer oploste. Die laatste twee aspecten zijn onmogelijk volledig te onderzoeken voor de huidige veranderingen. Het grootste voordeel van het verleden is dus dat het al gebeurd is.