Groot verschil in rol van ijzer tussen oceanen bij Groenland en Antarctica

Hoewel ijzergebrek de groei van algen in zee vaak beperkt, leidt het ijzer dat vrijkomt uit het smelten van de Groenlandse ijskap niet tot meer algenbloei in de oceaan ten oosten van Groenland. Voor de kust van Antarctica, daarentegen, profiteren de algen wél van ijzer dat vrijkomt in het water door smeltend ijs. De oorzaak van dat verschil? Bij Antarctica helpen organische moleculen het ijzer in oplossing te houden maar bij Groenland niet, ontdekte NIOZ-onderzoeker Indah Ardiningsih.

IJzer is een essentieel element voor levende cellen. In zeewater is het aanwezig in minieme hoeveelheden. “Bij zee-algen, die in grote hoeveelheden aan het wateroppervlak leven en de basis van de voedselketen zijn, kan een ijzertekort de algenbloei beperken. Want een groot deel van het ijzer dat in water terechtkomt uit de lucht of van land, vormt ijzeroxide, waarvan de deeltjes wegzinken uit het water aan het zeeoppervlak en niet meer beschikbaar zijn voor het leven in zee.”

Meer ijzer, maar geen grotere Groenlandse algenbloei

Marien bio-geochemicus Indah Ardiningsih van het Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee promoveert vrijdag 3 september aan de Universiteit Utrecht op de factor die van grote invloed is op de beschikbaarheid van ijzer voor het leven in de zee: de zogeheten organische liganden. “Dat zijn moleculen die in het zeewater aanwezig zijn en die opgelost ijzer aan zich binden. Door die binding wordt de vorming van ijzeroxide vertraagd of voorkomen en blijft ijzer langer in het water aanwezig, waardoor ze beschikbaar zijn voor algen, die leven in het oppervlaktewater.”

Het smelten van de Groenlandse ijskap zorgt ervoor dat sinds enkele jaren meer ijzer vrijkomt in Straat Fram, de zeestraat ten oosten van Groenland. Wetenschappers verwachtten daarop meer ijzer in Straat Fram om de algenbloei in de zomer te voeden, maar dat bleef tot nu toe uit. Ardiningsih ontdekte hoe dat kan. “De organische liganden in dit water blijken een zwakke binding te hebben met het opgeloste ijzer: ze kunnen het ijzer niet vasthouden. Wat de oorzaak is dat de liganden bij Groenland zwak zijn, is nog onbekend.”

Liganden met lege handen

Voor haar promotieonderzoek ging Ardiningsih daarnaast mee op een wetenschappelijke vaartocht van zeven weken naar Antarctica. “Om tijdens dit onderzoek de chemie en beschikbaarheid van ijzer te kunnen begrijpen, was onderzoek naar de organische liganden nodig. Ik nam monsters van veel verschillende dieptes. Door de lage concentraties is het bestuderen van liganden in deze wateren een echte uitdaging. Maar door mijn nauwkeurige metingen konden we voor drie watermassa’s die van elkaar verschillen in temperatuur en zoutgehalte de verschillende kenmerken van de liganden vaststellen.”

Deze liganden bij Antarctica bleken wel degelijk de verblijftijd van opgelost ijzer in het zeewater te vergroten. “We namen de monsters in het begin van de lente. 80% van de liganden daar was toen ‘vrij’. Als die menselijk zouden zijn, zouden ze twee lege handen hebben. Dat betekent dat later in het seizoen, wanneer meer ijzer in het water komt door smeltend ijs, de liganden dat ijzer vast kunnen houden en zo de algenbloei kunnen voeden.”