Die belangrike rol wat die Suidelike Yssee in globale biologiese prosesse en die koolstofkringloop speel, is opnuut bevestig deur ’n studie wat vandeesweek gepubliseer is. Hierdie studie, wat in die internasionale joernaal Science verskyn het en die eerste keer gegrond is op bewyse wat uit die ingesamelde seewatermonsters verkry is, het die ondergewaardeerde rol van anorganiese sinkpartikels in hierdie siklusse aan die lig gebring.
Die Suidelike Yssee speel die grootste rol in fitoplanktonproduktiwiteit, verantwoordelik vir die opname van atmosferiese koolstofdioksied. In hierdie prosesse is sink, wat in spoorhoeveelhede in seewater voorkom, ’n noodsaaklike mikrovoedingstof wat van kardinale belang is vir baie biochemiese prosesse in see-organismes en veral vir die groei van fitoplankton by die pole. Wanneer fitoplankton vergaan, word die sink weer vrygestel.
Navorsers het egter tot op hede kopgekrap omdat sink en fosfor (’n ander mikrovoedingstof wat ook noodsaaklik is vir lewe in die oseane) klaarblyklik nie ’n onderlinge verband toon nie – dít, ten spyte daarvan dat albei spoorelemente saam in fitoplankton voorkom. In plaas daarvan word ’n sterk (maar onverklaarbare) verwantskap tussen sink en opgeloste silika dikwels gesien.
Prof. Alakendra Roychoudhury, ’n spesialis in omgewings- en mariene biogeochemie aan die Universiteit Stellenbosch (US) en ’n mede-outeur van die artikel, sê hulle kan nou vir die eerste keer met sekerheid die biogeochemiese prosesse wat die oseane se sinkkringloop dryf, verduidelik.
Roychoudhury se navorsingsgroep was sedert 2013 in die US se departement Aardwetenskappe by drie ekspedisies van Suid-Afrika se poolnavorsingsvaartuig, die SA Agulhas II, betrokke. Gedurende die ekspedisies na Antarktika in die somer, sowel as die winter, het hulle die uitgestrekte Suidelike Yssee oorgesteek en kon die span navorsers monsters van die oppervlakwater, die diepsee én sedimente versamel.
Dr. Ryan Cloete, mede- eerste outeur en tans ’n nadoktorale genoot by die Laboratorium vir Omgewingsmariene Wetenskappe (LEMAR) in Frankryk, het aan twee van hierdie ekspedisies deelgeneem.
“Die bestudering van die Suidelike Yssee is uiters belangrik aangesien dit as ’n sentrale spilpunt vir globale seesirkulasie optree. Prosesse wat in die Suidelike Yssee voorkom, word aan watermassas oorgedra, wat dan na die Atlantiese, Indiese en Stille Oseaan vervoer word,” verduidelik hy.
In samewerking met navorsers van Princeton Universiteit, die Universiteite van Chicago en Kalifornië Santa Cruz, sowel as die Max Planck-instituut vir Chemie, is die monsters (met behulp van X-straal-spektroskopiese tegnieke by ’n sinchrotron-fasiliteit) aan volledige partikel-vir-partikel-ontleding onderwerp, wat hulle in staat gestel het om die monsters op atoom- en molekulêre vlak te bestudeer.
Die ontrafeling van die drywers van die globale sinkkringloop in ons oseane:
Dit blyk dat hoër produktiwiteit gedurende die somermaande lei tot ’n oorvloed sink in die boonste organiese laag van die oseaan, wat dan geredelik beskikbaar is vir opname deur fitoplankton. Die navorsers het egter in dieselfde monsters ook hoë konsentrasies sink gevind, wat verband hou met puin van rots- en atmosferiese stofdeeltjies.
In die oop see is die wisselwerking tussen die assosiasie of dissosiasie van sinkpartikels deurslaggewend vir die aanvulling van opgeloste sink om seelewe te ondersteun.
Cloete verduidelik hul bevindings: “As gevolg van swak groeitoestande in die winter word sinkdeeltjies letterlik ‘gevang’ deur anorganiese vastestowwe soos silika, wat volop beskikbaar is in die vorm van diatome, asook yster- en aluminiumoksied. Diatome is mikroalge – eensellige organismes met ’n skelet wat uit silika bestaan – wat dus die sterk onderlinge verband tussen sink en silika in die oseane verklaar.”
Met ander woorde, wanneer sink met ’n organiese ligand bind, kan dit maklik deur see-organismes soos fitoplankton opgeneem word. Sink in ’n mineraalfase los egter nie maklik op nie en sal dus nie geredelik vir opname beskikbaar wees nie. In hierdie vorm kan sinkpartikels groot massas vorm wat na die diepsee sink waar fitoplankton dit nie vir opname kan bekom nie.
Implikasies vir ’n veranderende klimaat
Hierdie begrip van die globale sinkkringloop het belangrike implikasies in die konteks van die verwarming van oseane, waarsku Roychoudhury: “ ’n Warmer klimaat verhoog erosie, wat lei tot meer stof in die atmosfeer en gevolglik meer stof wat in die oseane beland.
“Meer stof beteken meer sinkdeeltjies word vasgevang, wat weer daartoe lei dat minder sink beskikbaar is om fitoplankton en ander seelewe te onderhou.”
Cloete sê hul nuwe benadering tot die bestudering van die see se sinkkringloop maak nou die deur oop om ander belangrike spoorelemente te ondersoek:
“Net soos sink, kan in die toekoms veranderinge rakende die verspreiding van koper, kadmium en kobalt voorkom wat deur die veranderende klimaat gedryf word.”
Volgens Roychoudhury herbevestig hierdie bevindings die Suidelike Yssee se globale invloed op die regulering van die klimaat en die mariene voedselweb:
“Die aardestelsel is ingewikkeld onderling verbind deur fisiese, chemiese en biologiese prosesse met selfkorrigerende terugvoerlusse om veranderlikheid te moduleer en klimaatsverandering teen te werk. Ons bevindings is ’n uitstekende voorbeeld van hierdie interaksie waar biochemiese prosesse wat op molekulêre vlak plaasvind, globale prosesse soos die verwarming van ons planeet kan beïnvloed.”
