?Die belangrike rol van die Suidelike Yssee in globale biologiese prosesse en die koolstofsiklus is opnuut bevestig deur 'n studie wat vandeesweek in Science gepubliseer is en wat vir die eerste keer op grond van seewater monsters die ondergewaardeerde rol van anorganiese sinkdeeltjies in hierdie siklusse openbaar.
Die Suidelike Yssee speel die grootste rol in globale fitoplankton produktiwiteit, wat verantwoordelik is vir die opname van atmosferiese koolstofdioksied. In hierdie prosesse is sink, wat in spoorhoeveelhede in seewater voorkom, 'n noodsaaklike mikrovoedingstof wat krities is vir baie biochemiese prosesse in mariene organismes en veral vir polêre fitoplankton bloei. Wanneer fitoplankton bloei vergaan, word die sink weer vrygestel.
Navorsers kon egter nie verklaar waarom daar in die wêreld se oseane ? o?nskynlike sterk (maar onverklaarbare) verband tussen sink en die mineraal silika bestaan nie. Omdat beide sink en fosfor noodsaaklike mikrovoedingstowwe vir fitoplankton is, was die verwagting dat daar ? sterker verband tussen dié twee mikrovoedingstowwe sou wees.
Prof. Alakendra Roychoudhury, 'n spesialis in omgewings- en mariene biogeochemie aan die Universiteit Stellenbosch (US) en 'n mede-outeur van die artikel, sê hulle is nou vir die eerste keer daartoe in staat om met sekerheid die biogeochemiese prosesse wat die oseane se sink-siklus dryf, te verduidelik.
Sedert 2013 het Roychoudhury se navorsingsgroep in die US se Departement Aardwetenskappe by drie ekspedisies van Suid-Afrika se poolnavorsingsvaartuig, die SA Agulhas II, aangesluit. Deur die uitgestrekte Suidelike Yssee oor te steek op pad na Antarktika in somer en winter, het die span seewater monsters van die oppervlak en diep oseaan, sowel as 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 só belangrik aangesien dit as 'n sentrale spilpunt vir globale seesirkulasie dien. Prosesse wat in die Suidelike Yssee voorkom, word op 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 Kaliforni? Santa Cruz, sowel as die Max Planck Instituut vir Chemie, is die monsters onderwerp aan gedetailleerde deeltjie-vir-deeltjie-analise, met behulp van X-straal-spektroskopiese tegnieke by 'n sinchrotron-fasiliteit, wat dit moontlik gemaak het om die monsters op atoom- en molekulêre vlak te bestudeer.
Die ontrafeling van die drywers van die globale sink-siklus in ons oseane
In die somer blyk dit dat ho?r produktiwiteit lei tot 'n groter oorvloed van sink in die boonste organiese laag van die oseaan, wat dan geredelik beskikbaar is vir opname deur fitoplankton. Maar in dieselfde monsters het die navorsers ook ho? konsentrasies sink gevind wat verbind het met rots en stof deeltjies.
In die oop see is die wisselwerking tussen sink se assosiasie of dissosiasie van deeltjies deurslaggewend vir die aanvulling van opgeloste sink om seelewe te ondersteun.
Cloete verduidelik hul bevindinge: “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 mikro-alge – eensellige organismes met ? skelet gemaak van silika – wat die sterk assosiasie tussen sink en silika in die oseane verduidelik."
Met ander woorde, wanneer sink aan 'n organiese ligand verbind, is dit maklik vir opname deur seelewe soos fitoplankton. Sink in 'n mineraalfase is egter nie maklik om op te los nie en sal dus nie maklik vir opname beskikbaar wees nie. In hierdie vorm kan deeltjie-agtige sink groot aggregate vorm en na die diep see sink, waar dit onbeskikbaar word vir opname deur fitoplankton.
Implikasies vir ? veranderende klimaat
Hierdie verstaan van die globale sink-siklus 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 neergelê word. Meer stof beteken dat meer sinkdeeltjies gevang word, wat daartoe lei dat minder sink beskikbaar is om fitoplankton en ander seelewe te onderhou."
Cloete sê hul nuwe benadering tot die bestudering van die oseaniese sink-siklus maak nou die deur oop om ander belangrike mikrovoedingstowwe te ondersoek: "Soos sink, kan die verspreiding van koper, kadmium en kobalt ook klimaat-verwante veranderinge in die toekoms ervaar."
Vir Roychoudhury bevestig die bevindinge die Suidelike Oseaan se globale invloed in die regulering van die klimaat en die mariene voedselweb: “Die aardestelsel is ingewikkeld, met koppelings tussen fisiese, chemiese en biologiese prosesse, gekombineer met selfkorrigerende terugvoerreaksies, om veranderlikes te moduleer en klimaatsverandering te negeer. Ons bevindinge is 'n uitstekende voorbeeld van hierdie koppeling waar biochemiese prosesse wat op molekulêre vlak plaasvind, globale prosesse soos die verwarming van ons planeet kan be?nvloed."
Op die foto bo: Bemanning aan boord van die SA Agulhas II maak gereed om seewaterversamelbottels vanaf die oppervlak tot 4500 meter diep in die Suidelike Yssee te ontplooi. Foto: Ryan Cloete
