Die rol wat die Suidelike Yssee in die aandrywing van die globale koolstofsiklus speel, is dalk groter as wat vermoed is, siende dat die biologiese koolstofpomp toe nié in die winter “afskakel" soos wat voorheen aanvaar is nie.
Gegrond op die mees omvattende winterstudie tot op hede wat gedurende Julie en Augustus 2017 in die Suidelike Yssee onderneem is, kon wetenskaplikes van die Universiteit Stellenbosch (US) se Sentrum vir Spoor- en Eksperimentele Biogeochemie (TracEx) in die Departement Aardwetenskappe, berig dat fitoplankton inderdaad aktief was gedurende die ysige en donker wintermaande.
Hierdie bevindings is belangrik vir voorspellende globale klimaatsmodelle wat tans oorwegend op die lente- en somerseisoene gebaseer word. Met die toevoeging van data wat in die winter versamel is, kan die modelle nou 'n beter geheelbeeld van die atmosfeer-tot-oseaan se koolstofoordragsiklus oor seisoene heen verskaf. Hierdie modelle is gevolglik meer sensitief in hul analise van die effek wat klimaatsverandering op hierdie koolstofoordragsiklus het.
Fitoplankton is mikroskopies klein, enkelsel plantagtige organismes wat meestal in die boonste 100 meter van die oseaan voorkom. Fitoplankton wat die basis van die mariene voedselweb vorm, sit koolstofdioksied in organiese koolstof om deur gebruik te maak van opgeloste anorganiese voedingstowwe en sonligenergie. Daar is getoon dat fitoplankton se rol in die modifisering van die planeet se koolstof-en-koolstofdioksiedsiklus net so belangrik is as die rol wat die landplante as geheel speel.
Dr Ryan Cloete, 'n nadoktorale genoot in die departement en eerste outeur van twee onlangse publikasies oor die onderwerp, sê hulle bevindings is in teenstelling met die algemene siening dat die Suidelike Yssee gedurende die winter biologies dormant is.
“Soortgelyk aan bome wat in die winter blaarloos is as gevolg van ongunstige groeitoestande, was die aanname dat fitoplankton ook nie gedurende die winter aktief sal wees nie. Een van ons hoof bevindings was dat fitoplankton inderdáád aktief is gedurende die Suidelike Yssee-winters, alhoewel nie op dieselfde vlak as wat ons in die somer waarneem nie. Ons begryp nog nie heeltemal hoe fitoplankton in staat is om by wintertoestande aan te pas nie, en ons navorsing oor spoorvoedingstowwe is die eerste stap om te probeer uitvind hoe hierdie aanpassingstrategieë werk," verduidelik hy.
Tot op hede het wetenskaplikes baie min van die Suidelike Yssee se kenmerkende winterstoestande geweet. Dit is hoofsaaklik toe te skryf aan die uitdagings verbonde aan steekproefneming in 'n oseaan by temperature van onder vriespunt, onderwyl jy stormsterk winde en branders van tot 20 meter hoog moet trotseer. Vroeëre seevaarders het beslis met rede hierdie deel van die Suidelike Oseaan tussen die 40ste en 60ste breedtegraad suid die bynaam die “Roaring Forties", gevolg deur die “Furious Fifties" en die “Screaming Sixties" gegee.
Dr. Cloete sê die Suidelike Yssee speel 'n fundamenteel belangrike rol in die regulering van die aarde se klimaat: “Na raming stoor dit ongeveer 75% van die oortollige hitte wat wêreldwyd deur oseane opgeneem word, en 35% van die oortollige koolstof wat wêreldwyd uit die atmosfeer opgeneem word. Die Suidelike Yssee is ook die enigste oseaan wat die drie hoof oseaankomme direk verbind, bv. die Stille, Atlantiese en Indiese Oseane. Dit wil sê dat wat in die Suidelike Yssee gebeur, die globale oseaan beïnvloed."
Hierdie globale proses word gedryf deur 'n proses genaamd termohaliene sirkulasie ('termos' wat na hitte, en 'haliene' wat na soutgehalte verwys). By die poolgebiede daal die koue en digte oppervlakseewater af na die diep oseaan, waarvandaan dit in groot oseaanstrome vloei om uiteindelik na die oppervlak terug te keer deur middel van vermenging en windgedrewe opwellings by die warmer breedtegrade. Wetenskaplikes noem dit die oseaan se groot vervoerband en dit kan water byna 'n duisend jaar neem om hierdie lang reis te voltooi. Die Suidelike Yssee tree dus as sentrale spilpunt op waar water wat invloei, aangepas en herversprei word, oor en deur die wêreldwye oseaan heen.
Dr. Cloete sê die winterseisoen in die Suidelike Yssee is uiters belangrik vir die proses wat die biologiese fase vir die lente- en somerseisoene voorberei: “In die winter veroorsaak die sterk storms en winde 'n meer onstabiele oppervlaklaag wat deur die stabiele someroppervlakwater dring wat teen hierdie tyd arm is aan voedingstowwe ná afloop van die groeiseisoen. Dit het tot gevolg dat dit met die voedingstofryke water meng wat in die suboppervlakwater voorkom. Met behulp van meer sonlig-ure en kalmer waters, help die winterstuwing van voedingstowwe na die oppervlakte om die lente en somer se fitoplanktongroei te kataliseer en te onderhou - wat weer walvisse, dolfyne en pikkewyne uit die Noorde na die Suidelike Yssee se buffet lok.
“Die waarneming van winterstelsels help ons om verskeie aanpassings- en oorlewingstrategieë van fitoplankton onder ongunstige groeitoestande te verstaan, asook die voedingstofherlaaiprosesse wat in oppervlakwater plaasvind wat teen die einde van die somerseisoen uiters arm aan voedingstowwe is. Dit is uiters belangrik, aangesien die Suidelike Yssee as sirkulasiespilpunt bepaal dat hierdie water noordwaarts vervoer word. Sodoende word oseaanproduktiwiteit deurgaans in die grootste gedeelte van die globale osean wat by lae breedtegrade voorkom, beïnvloed," verduidelik hy.
Prof Alakendra Roychoudhury, 'n spesialis in mariene en omgewingsgeochemie by die US en hoof van die TracEx-navorsingsgroep, sê dat die studie se bevindings die Suidelike Yssee se globale invloed in die regulering van die klimaat en die mariene voedselweb, herbevestig. “Die aardstelsel is ingewikkeld verweef en gekoppel deur middel van fisiese, chemiese en biologiese prosesse met selfkorrigerende terugvoerlusse wat ten doel het om veranderlikheid te moduleer en klimaatsverandering teen te werk. Ons navorsing is 'n uitstekende voorbeeld van hierdie verweefdheid waar biochemiese prosesse wat op mikroskopiese vlak by die koppelvlak van water en mikroörganismes plaasvind, deur grootskaalse oseaansirkulasie en -vermenging beïnvloed word, sê hy"
“Dit is moeilik om te begryp dat hierdie prosesse op mikroskopiese skaal 'n invloed op wêreldwye prosesse soos aardverwarming kan uitoefen. Ons het dikwels net nie die nodige kennis van die verweefde prosesse en hulle terugvoerreaksies nie," sluit hy af.
- Alle monsters is op die SA Agulhas II, Suid-Afrika se poolnavorsingsvaartuig tydens 'n Suid-Afrikaans-geleide ekspedisie van Julie tot Augustus 2017 versamel (Figuur 3). Hierdie monsternemingsending is deur die Suid-Afrikaanse Nasionale Antarktiese Program (SANAP), die Departement van Bosbou, Visserye en Omgewingsake en die Nasionale Navorsingstigting (NNS) gefinansier.
- Die artikels “Winter dissolved and particulate zinc in the Indian Sector of the Southern Ocean: Distribution and relation to major nutrients (GEOTRACES GIpr07 transect)" is onlangs in Marine Chemistry gepubliseer; terwyl “Winter Biogeochemical Cycling of Dissolved and Particulate Cadmium in the Indian Sector of the Southern Ocean (GEOTRACES GIpr07 Transect" in Julie 2021 in Frontiers in Marine Science verskyn het.
Op die foto bo: Gedurende Julie en Augustus 2017 se wintervaart aan boord die SA Agulhas II poolnavorsingsvaartuig, moes wetenskaplikes van die Universiteit Stellenbosch dikwels hoë branders en ysige toestande trotseer. Die foto wys ysstalagtiete op die agterste dek van die skip met lugtemperatuur van minus 13°C (sonder windkoue). Fotokrediet: Ryan Cloete
Vir medianavrae, kontak science@sun.ac.za
