Djupt hav och sediment för järn till antarktiska vatten. Järnet som gödslar vattnet runt Antarktis kommer mestadels från de djupa, uppåtgående vattnen och sedimenten runt kontinenten.

Den slutsatsen dras från fältforskning av NIOZs marinbiogeokemist Hung-An Tian i Amundsenhavet och Weddellhavet. "Järn spelar en avgörande roll i det antarktiska ekosystemet och potentiellt även i klimatet", säger Tian. "Men under tiden vet vi fortfarande väldigt lite om den exakta bokföringen av järn i södra oceanen." Hung-An Tian försvarar sin doktorsexamen. avhandling den 15 mars vid Utrecht University.

Järn är en så kallad begränsande faktor för algtillväxt i vattnen runt Antarktis. Skulle det finnas mer järn i vattnen så skulle fler alger komma att blomma (och dö). De skulle fånga upp mer kol och kanske lagra mer kol på havets botten.

Detta har fört vågade entreprenörer i det förflutna till hypotesen att konstgödsling av södra oceanen med extra järn skulle fånga upp mer kol och därmed lösa lite av den klimatkris vi befinner oss i. Tian varnar för att det under tiden har visat sig detta är inte så effektivt eller riskfritt som man ursprungligen antog.

"Men klimatförändringen i sig förändrar också mängden järn som naturligt tillförs södra oceanen, där framför allt smältande glaciärer ansågs vara en viktig källa. Med min forskning har jag försökt fylla några luckor i vår kunskap om järn i södra oceanen."

Tian kunde spåra järnets ursprung i södra oceanen, tack vare isotoper. Järn finns i olika kemiska former, såsom ⁵⁴ Fe och ⁵⁸ Fe.

"Genom att analysera järnisotoperna kunde jag ta ett fingeravtryck var järnet kom ifrån. Men det låter lättare sagt än gjort. För dessa analyser behöver jag en till fyra liter havsvatten per prov på grund av de extremt låga koncentrationerna av järn i södra oceanen Med 600 prover tagna per expedition, deltog jag i, det betyder att jag tog med mig en stor behållare full med antarktiskt vatten tillbaka till Texel."

Uppvallning och förlisning

Hemma på NIOZ utvecklade Tian ett protokoll för analys av järnisotoperna i detta vatten. "Det här hade aldrig gjorts tidigare på vårt institut. Det krävde mycket handarbete och en extremt ren labbmiljö och instrumentering. Men det var värt det", tillägger han.

"Jag kunde visa att i Amundsenhavet, väster om den antarktiska halvön, hämtas järnet från botten av relativt varmt uppströmmande vatten och kontinentala sediment. Hittills trodde man att löst järn kan komma från smältningen ishyllan, men som huvudsakligen innehåller partikelformigt järn istället för löst järn. Denna kombination av järn från uppsvällda djupvatten och sediment kommer sannolikt att få alger att blomma vid ytan.

I Weddellhavet, öster om den antarktiska halvön, finns det ingen nämnvärd uppströmning. Istället sjunker det täta och salta vatten som blir kvar när (relativt färsk) havsis bildas till botten. "Jag hittade massor av järn från de djupa sedimenten i Weddellhavet, men detta järn försvinner när vattnet blandas med andra vattenmassor i djupet."

"Tack vare den avancerade provtagningstekniken och den kemiska analysen är vi nu i ett högt tempo för att förstå hur järnets kretslopp har förändrats i södra oceanen och hur det ytterligare påverkar klimatsystemet", säger Tian. "Ju mer vi förstår, desto mer exakt kan vi förutsäga de positiva eller negativa effekterna av järngödsling på de marina miljöerna och klimatsystemen."

Mer information: Försvar av avhandling:www.uu.nl/agenda/promotie-sour … rn-ocean-and-coastal

Tillhandahålls av Royal Netherlands Institute for Sea Research