"Zonder oceanen was de atmosfeer al met 200 °C opgewarmd"

Oceanen spelen een onmisbare rol in het wereldwijde klimaatsysteem. Als ze niet bestonden, was menselijk leven op aarde nu al onmogelijk geweest. We moeten oceanen dan ook koesteren, zegt marine geoloog Gert-Jan Reichart: “Regenwouden de longen van de aarde? Nee, hoor. Onze planeet heeft blauwe longen.”

Er is niks mis met bomen planten, zegt Reichart. Vooral doen. Maar de hoeveelheid CO₂ die ze opnemen, valt in het niet vergeleken met de opnamecapaciteit van oceanen. “Zelfs als je álle regenwouden ter wereld en de bodem van Siberië bij elkaar optelt, is dat niets vergeleken met de hoeveelheid CO₂ die oceanen opslaan.”

Oceaan opslagbatterij van CO₂

Reichart is marine geoloog aan de Universiteit Utrecht en werkt daarnaast bij het Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee (NIOZ). Hij specialiseert zich in twee thema’s. Ten eerste onderzoekt hij de rol van oceanen in de wereldwijde CO₂-huishouding, ofwel alle manieren waarop het gas zich over de aarde beweegt en alle manieren waarop het vrijkomt en weer opgeslagen wordt. Ten tweede onderzoekt hij de rol van oceanen in de opwarming van de aarde. Bij beide onderzoeksgebieden geldt: oceanen spelen een onmisbare rol.

Van alle CO₂ op aarde bevindt 95 procent zich bijvoorbeeld in opgeloste vorm in oceanen. En van alle extra warmte ten gevolge van global warming namen oceanen al ruim 97 procent op. “Oceanen functioneren daarmee als een natuurlijke opslagbatterij van zowel CO₂ als warmte en daar mogen we ze ontzettend dankbaar voor zijn”, zegt Reichart. “Zonder oceanen was de gemiddelde temperatuur op aarde al met 200 graden Celsius gestegen.” Hoe vervullen oceanen die belangrijke rol precies?

Oceaan werkt als biologische pomp

Ten eerste nemen ze heel (héél) veel CO₂ op. Om je een idee te geven: van alle CO₂ die de mensheid sinds de Industriële Revolutie uitstootte, hebben oceanen alweer ruim een kwart opgenomen. Dat doen ze op twee manieren. Ten eerste blijven gassen zoals CO₂ niet voor altijd in de atmosfeer hangen. Ze dringen ook in water door. CO₂ is daar met name goed in; het lost bijvoorbeeld véél op in water als zuurstof. Wanneer CO₂ oplost in water wordt eerst koolzuur gevormd. Dat valt vervolgens uiteen in bicarbonaat en protonen. Op die manier slaan oceanen al miljoenen jaren een deel van de CO₂ uit de atmosfeer op.

De tweede manier waarop ze dat doen, wordt ook wel de biologische pomp genoemd. Zoals de naam al doet vermoeden: het gaat om de biologische opslag van CO₂. “Dat gebeurt met name door algjes die aan het wateroppervlakte leven”, legt Reichart uit. “Die nemen gedurende hun levensloop CO₂ op. Wanneer ze sterven, zinken ze naar de diepzee en de bodem van de oceaan. Zo wordt de CO₂ die ze tijdens hun levensloop opnamen voor honderden (in het diepe zeewater) tot miljoenen (in de zeebodem) jaren opgeslagen.”

Atmosfeer volgt de staat van de oceanen

Oceanen zijn daarmee leidend in de wereldwijde CO₂-huishouding. En dat dat zijn ze altijd al geweest, ook voordat de mens er was. In het verre verleden (denk: miljoenen jaren geleden) kon de CO₂-concentratie in de atmosfeer behoorlijk schommelen. Soms was er heel weinig CO₂ in de atmosfeer, resulterend in ijstijden. Soms juist veel, wat juist voor warme periodes zorgde. Die schommelingen zijn bijna altijd terug te leiden naar veranderingen in oceanen, zegt Reichart: “De atmosfeer is wat dat betreft een slaaf van het water. Als er in de oceanen iets verandert, verandert de atmosfeer mee.”

Een goed voorbeeld daarvan vond miljoenen jaren geleden plaats, kort na het tijdperk van de Dinosauriërs. In die periode ontstonden welbekende gebergten, zoals de Alpen, Himalaya en de Rocky Mountains. Maar door de wind, stromend water, ijs en allerlei andere zaken ‘sleten’ delen van die gebergten ook weer (een duur woord daarvoor is ‘eroderen’). Tijdens dat erosieproces werd er veel CO₂ opgenomen door al die loskomende gesteenten. Die kwamen vervolgens via rivieren in de oceanen terecht. Daar vormden ze een soort een soort natuurlijke bescherming tegen zure toevoegingen, zoals CO₂, waardoor oceanen ineens veel efficiënter (en dus ook meer) CO₂ konden opnemen. Reichart: “Daardoor ging de temperatuur op aarde pijlsnel naar beneden en veranderde de aarde van green house naar ice house.”

Verzuring van oceanen

Maar tegenwoordig is ook het tegenovergestelde waar: veranderingen in de atmosfeer beïnvloeden oceanen. Dat komt door de enorme hoeveelheden CO₂ die wij momenteel de lucht inpompen. “De regel is: hoe meer CO₂ zich in de atmosfeer bevindt, hoe meer CO₂ oceanen opnemen”, zegt Reichart. “Dat verandert op den duur de chemische samenstelling van het zeewater, met alle gevolgen van dien.”

Een toename van CO₂ in oceanen leidt bijvoorbeeld tot verzuring. “En verzuring zorgt voor minder kalk”, zegt Reichart. “Allerlei zeeorganismen, zoals mosselen en andere schelpdieren, hebben kalk hard nodig om hun skelet te vormen. Dus door verzuring krijgen zij het moeilijk. Dit zijn ook nog eens beestje die aan de basis staan van de voedselketen in zee.  Daardoor liggen allerlei verschuivingen en veranderingen in die voedselketen ook op de loer.”

5 atoombommen per seconde

Daar komt bovenop dat oceanen door klimaatverandering tegenwoordig ook razendsnel opwarmen. Hoe snel? Reichart rekende het eens uit: met de energie van vijf atoombommen per seconde. Toch steeg de gemiddelde temperatuur van oceanen sinds 1971 slechts met 0,1 graden Celsius. “Oceanen hebben zoveel massa, dat de gemiddelde temperatuur niet zo snel stijgt”, verklaart Reichart. “Maar eigenlijk is een stijging van 0,1 graden heel veel.”

Ook de opwarming van oceanen kan allerlei nare gevolgen hebben, zegt hij: “Als eerste gaat het koraal dood, dat is nu al aan de gang. Maar hoe warmer het wordt, hoe meer organismen het moeilijk krijgen. Opwarming van het zeewater kan complete ecosystemen ontregelen. En dat heeft ook gevolgen voor onze eigen voedselvoorziening.”

Smeltende ijskappen

Warmere oceanen zorgen er daarnaast voor dat de Antarctische ijskap sneller smelt. “Hoe snel die smelt, hangt niet alleen van de luchttemperatuur af. Het gaat juist ook om de zeewatertemperatuur”, zegt Reichart. “Wanneer die stijgt, smelten de Antarctische gletsjers ook van onderaf. Daardoor wordt de ijskap eerder instabiel, zal hij op den duur veel sneller smelten en uiteindelijk misschien zelfs in elkaar storten. Voor landen als Nederland, Bangladesh en Nigeria is dat desastreus. Die moeten zich razendsnel voorbereiden op de stijgende zeespiegel.”

Alsof dat nog niet genoeg is: er is nóg een belangrijke reden om het klimaatprobleem zo snel mogelijk aan te pakken. Hoe meer CO₂ en warmte oceanen namelijk opnemen, hoe minder goed ze dat in de toekomst kunnen doen. Met andere woorden: wanneer we de opwarming van de aarde geen halt toeroepen, kunnen oceanen de essentiële rol van natuurlijke batterij steeds minder goed vervullen. “Oceanen kunnen niet onbeperkt verzuren en opwarmen, er komt een keer een einde aan. Daardoor zal de opwarming van de aarde op den duur alleen maar sneller verlopen.”

De oceaan een handje helpen

Wat kunnen we doen om het tij te keren? Het meest voor de hand liggende en belangrijkste antwoord is het terugdringen van onze CO₂-uitstoot, zeg Reichart. En het liefst zo snel mogelijk. Maar wetenschappers onderzoeken ook andere manieren om oceanen te ondersteunen. Een voorbeeld daarvan is het kunstmatig aanpassen van de eerdergenoemde chemische samenstelling van oceanen. “We weten dat oceanen efficiënter CO₂ kunnen opnemen dankzij de erosie van gesteenten en gebergten. Het enige probleem is: in de natuur verloopt dat proces tergend langzaam. Wetenschappers zoeken daarom naar manieren om dat proces te versnellen.”

Een veelbelovende manier om dat te doen, is het vermalen van gesteenten. Reichart: “In vermalen vorm eroderen gesteenten namelijk sneller en stroomt er meer richting oceanen. Daarmee kunnen we twee vliegen in één klap slaan: het maakt oceanen minder zuur en zorgt ervoor dat ze meer CO₂ kunnen opnemen.” Daar wordt nu al druk mee geëxperimenteerd. Het Amerikaanse bedrijf Vesta vermaalt bijvoorbeeld het mineraal olivijn tot een speciaal soort zand en zet het in om bijvoorbeeld stranden te verbreden, zodat oceanen het opnemen en meer CO₂ kunnen opslaan.

Focus op CO₂-reductie

Máár… dit is een mogelijke oplossing die echt nog in de kinderschoenen staat, benadrukt Reichart. De schaal waarop het toegepast moet worden, is daarnaast gigantisch. “Om echt impact te maken, zou je bij wijze van spreken heel Tenerife moeten vermalen in de aankomende honderd jaar. Dit is dus niet zomaar een oplossing. Als we de oceanen echt willen helpen, moeten we ons met name focussen op CO₂-reductie.”