IJzersterke algen

Met extra ijzer is de groei van algen in de oceaan te stimuleren, maar het is de vraag of dit leidt tot het vastleggen van CO2.

Opnieuw is een grootschalig experiment uitgevoerd met ijzer-bemesting van de open oceaan. Japanse onderzoekers, aangevoerd door Atsushi Tsuda van het Hokkaido National Research Institute, verspreidden in juli 2001 een grote hoeveelheid opgelost ijzersulfaat over de oceaan ten noordoosten van Japan en volgden de reacties van het plankton gedurende twee weken (Science, 9 mei). Het experiment, met het acroniem SEEDS, is vermoedelijk het zesde experiment van deze opzet in de afgelopen tien jaar. Eerdere experimenten hadden namen als SOIREE, EisenEx, SOFeX en IronEx.

Alle experimenten vinden plaats in zogenoemde HNLC-gebieden (high nutrients, low chlorphyll), dat zijn oceaanzones waar geen enkel gebrek is aan de voornaamste minerale voedingsstoffen voor algen, maar waar desondanks nauwelijks algengroei tot stand komt. Naar schatting bestaan de oceanen wereldwijd voor 20 procent uit HNLC-gebieden. Op grond van laboratorium-onderzoek ontstond een jaar of vijftien geleden het vermoeden dat de raadselachtige afwezigheid van algengroei verklaard moest worden uit ijzergebrek. Inmiddels is dit vermoeden door de experimenten met ijzer-bemesting bevestigd: toediening van ijzer leidt meestal binnen enkele dagen tot een sterke toename van de algengroei.

De Japanse onderzoekers hebben dit in hun bescheiden `me too'-experiment opnieuw aangetoond. Zij verspreidden op 18 juli 2001 ongeveer 350 kilo ijzer als ferrosulfaat (FeSO4) over een zeegebied van 8 bij 10 kilometer en stelden al na drie dagen een groei-reactie vast. De algensoort die tot dan het planktonbeeld beheerste (Pseudo-nitzschia turgidula, een langwerpige, puntige diatomee) werd snel in dominantie verdrongen door Chaetoceros debilis (een meer ronde diatomee die ketens vormt). De totale biomassa nam toe en de opgetreden groei ging gepaard met een flinke opname van nitraat, fosfaat en silicaat (Diatomeeën hebben een skelet van silicaten, kiezelzuur.). Ook werd wat meer CO2 aan de atmosfeer onttrokken.

Het interessantst aan hun resultaten vinden de Japanners de verrassend hoge groeisnelheid van de diatomee C. debilis. In andere ijzer-experimenten is dat niet gevonden. De onderzoekers besluiten hun artikel met wat losse speculaties over de invloed van de natuurlijke aanvoer van ijzer (door de wind die stof aanvoert dat nogal wat ijzer bevat) op de samenstelling van het plankton.

Het is deze terughoudendheid die au fond het meest opmerkelijk is aan het artikel. Want rond de proeven met ijzerbemesting is inmiddels een fel wetenschappelijk debat ontstaan (zie onder meer: Nature, 19/26 december 2002 en Science, 4 april 2003, 20 september 2002, 19 april 2002 en 12 oktober 2001). De opheffing van het ijzergebrek in HNLC-gebieden wordt door verscheidene instituten en bedrijven gezien als een probaat middel om snel en goedkoop veel CO2 aan de atmosfeer te onttrekken, dus als tegengif tegen het industriële broeikaseffect. De inmiddels overleden Britse onderzoeker John Martin, die veel energie stak in het onderzoek naar het oceanische ijzergebrek, heeft al rond 1988 voorgerekend hoe met een relatief bescheiden ijzer-toediening enorme hoeveelheden CO2 aan de atmosfeer konden worden onttrokken. Met één ton ijzer zou wel 100.000 ton koolstof extra kunnen worden vastgelegd. De leidende gedachte daarbij is dat de algen die in de kunstmatig versterkte groei ontstaan als zodanig, of na consumptie door dierlijk plankton als `fecal pellets' (uitwerpselen) naar de diepzee zakken en het koolstof dat ze bevatten voor lange tijd buiten de atmosfeer houden. Tot op heden is dit effect wel in rekenmodellen gevonden, maar nog niet werkelijk geregistreerd (In december vorig jaar werd op een conferentie in San Francisco bekendgemaakt dat bij het SOFeX-experiment voor het eerst is aangetoond dat algen-koolstof na ijzerbemesting wel 100 meter diep kan wegzakken.).

John Martin is ook bekend geworden van zijn `ijzerhypothese'. Daarin wordt de opmerkelijke, onbegrepen daling van het atmosferisch CO2-gehalte tijdens de laatste ijstijden verklaard uit de extra aanvoer van ijzerhoudend stof door de wind in die perioden. Tijdens de ijstijden nam de algengroei in de HNLC-gebieden misschien wel sterk toe, meende Martin. Vandaar zijn conclusie: geef mij een tanker met ijzer en ik geef u een nieuwe ijstijd.

Inmiddels staat wel vast dat het effect van ijzerbemesting op CO2-onttrekking bij lange na niet zo groot zal zijn als eerst werd aangenomen. Er is weinig hoop met wat ijzer het versterkte broeikaseffect ongedaan te maken. Maar daarmee is het gevaar nog niet geweken. Als binnen enige jaren als uitvloeisel van het Kyoto-protocol een handel in CO2-emissierechten tot stand komt en `emissieruimte' veel geld waard wordt, zou elk willekeurig land zich die ruimte kunnen verschaffen door binnen een geschikt HNLC-gebied extra CO2 te gaan vastleggen. Dat is ook wat een bedrijf als GreenSea Venture (www.greenseaventure.com) voor ogen staat.

Voor de tegenstanders van commerciële ijzerbemesting is dit de duivel met Beëlzebub uitdrijven. Er is nog te weinig bekend van de mariene ecologie om aan grootschalige ijzertoediening te beginnen, vinden ze (Tegen wetenschappelijke experimenten hebben ze geen bezwaar.). En ze hebben al diverse risico's gevonden: algen stoten gasvormige producten uit (zoals dimethylsulfide en methylbromide), die van grote invloed zijn op klimaat of ozonafbraak.

Voorstanders van commerciële, grootschalige ijzerbemesting vinden dat er juist te weinig bekend is om er nu al van af te zien. Ze wijzen erop dat de oceanen nu al zwaar door de mens zijn aangetast, er zijn al honderdduizenden megatonnen antropogene CO2 geabsorbeerd. Bovendien ìs er al een voortdurende, in sterkte wisselende natuurlijke aanvoer van ijzerhoudend stof door de wind. Zij zien het voornaamste bezwaar tegen de ijzerbemesting slechts in de hoge kosten ervan.