In de Zuid-Pacifische Oceaan is de hoeveelheid door de mens veroorzaakt zink nu hoger dan de hoeveelheid natuurlijk zink: een verontreiniging die het evenwicht van mariene ecosystemen dreigt te verstoren.

Il Zuidelijke Stille Oceaan Het is vrijwel onbewoond. Toch is het niet zo ongerept als we zouden willen geloven. Een studie uitgevoerd door onderzoekers van de ETH Zürich en het GEOMAR Helmholtz Centrum voor Oceanografisch Onderzoek in Kiel werpt nieuw licht op de toestand van de bovenste lagen van deze immense oceaan.

Door de concentraties van metalen en hun isotopische samenstelling in het water tussen Chili en Nieuw-Caledonië te bestuderen, ontdekten ze dat de zink uit de industrie en door de verbranding van fossiele brandstoffen bereikt het de de meest afgelegen oceanen ter wereldDe concentratie van dit gemakkelijk herkenbare type zink is nu aanzienlijk hoger dan die van natuurlijk voorkomend zink. Dit dreigt het evenwicht van natuurlijke ecosystemen te verstoren, te beginnen bij de mariene voedselketen.

Zink: micronutriënt of gevaarlijke verontreinigende stof?

In de natuur, het zink Het komt voor in mineralen, met name in de gesteenten waaruit de aardkorst bestaat. Het komt vrij als gevolg van verwering en erosie van gesteenten, in kleine hoeveelheden, gedurende een proces dat miljoenen jaren duurt. In deze natuurlijke vorm is zink een essentiële micronutriënt Als actief bestanddeel van vele enzymen die het plantenleven reguleren, van chlorofylproductie tot stressbestendigheid, is het essentieel voor fytoplankton, de basis van de voedselketen in de oceaan. Het is ook een essentieel element voor enzymen die betrokken zijn bij DNA-metabolisme, celdeling en de goede werking van het immuunsysteem.

Bodem, dieren en planten hebben kleine hoeveelheden zink nodig – een essentiële, trage en zware hulpbron, dat zich in een lange en afgemeten cyclus tussen gesteenten en organismen verplaatst. Er bestaat echter ook een andere vorm van zink – sneller, lichter en problematischer – die door de mens in het milieu wordt gebracht in de vorm van emissies afkomstig van industriële processen en fossiele brandstoffenDit door de mens veroorzaakte zink kan, volgens een nieuwe studie van ETH Zürich, mariene ecosystemen veranderen. Het heeft zelfs de meest afgelegen oceanen van de planeet verontreinigd.

Hoe zink de meest afgelegen oceanen ter wereld vervuilt

Tijdens de GEOTRACES GP21-cruise, die van februari tot april 2022 de Stille Oceaan overstak. van Chili naar Nieuw-CaledoniëDe onderzoekers verzamelden watermonsters en analyseerden deze op specifieke chemische kenmerken, zoals die van antropogeen zink. Dit zink is, zoals we al zeiden, lichter dan het natuurlijke zink – of beter gezegd, het manifesteert zich in lichtere isotopen zoals zink-64Integendeel, oceaanzink, zo leggen de onderzoekers uit, "Het is relatief verrijkt met zwaardere isotopen zoals Zn-66.Daarom zijn wetenschappers de laatste jaren niet alleen de concentraties van sporemetalen in zeewater gaan meten, maar ook hun isotopische samenstelling.

Onderzoek heeft aangetoond dat zink vrijkomt bij de verbranding van fossiele brandstoffen en industriële emissies. heeft de meest afgelegen uithoeken van de oceaan bereikt.:

“Er bestaat geen ongereptere natuur, zelfs niet in de Stille Oceaan, die net zo ver van de dichtstbijzijnde beschaving verwijderd is als astronauten op het internationale ruimtestation.”

zegt Tal Ben Altabet, hoofdauteur van de studie, gepubliceerd in Natuurcommunicatie, aarde en milieu.

Zoals in het onderzoek is aangegeven, leiden emissies van menselijke activiteiten tot een aanzienlijke verrijking van zink in atmosferische aerosolenEn deze antropogene aerosolfasen, zo leggen de auteurs uit, “Ze zijn mobiel en rijk aan zeer oplosbaar zink, waardoor atmosferische depositie mogelijk een belangrijke bron van gemakkelijk oplosbaar zink aan het oceaanoppervlak kan vormen.'.

Aerosolen kunnen zich verspreiden. duizenden kilometers voordat ze neerslaan op het wateroppervlak van de open oceaan: zo verplaatsen metalen zich door de lucht, van industriële gebieden naar de meest afgelegen zeeën van de planeet.

Emissies en de voedselketen in de oceaan

In de afgelopen tien jaar hebben mariene geochemici een analyse uitgevoerd van...ongebruikelijke isotopensignatuur in de oppervlaktelagen van de oceaan. Sommigen hebben deze afwijkingen toegeschreven aan natuurlijke oceaanprocessen, zoals de adsorptie van zink aan deeltjes in zeewater. Meer recentelijk hebben anderen de hypothese geopperd dat de afwijkingen juist de antropogene bijdrage van zink weerspiegelen, dat wordt aangevoerd door atmosferische aerosolen.

De resultaten van het nieuwe onderzoek spreken voor zich: Emissies zijn de belangrijkste bron van zink in de oppervlaktelaag van de Zuid-Pacifische Oceaan.De onderzoekers benadrukken dat sporen van zink uit natuurlijke bronnen vrijwel onmerkbaar zijn:

"Vrijwel al het zink in de deeltjes uit de bovenste delen van de Zuid-Stille Oceaan is van kunstmatige oorsprong. Deze resultaten tonen aan dat zelfs elementen waarvan voorheen werd gedacht dat ze niet door menselijke activiteiten werden beïnvloed, nu worden gedomineerd door industriële vervuiling, die zelfs de meest afgelegen gebieden van de open oceaan heeft bereikt."

legt Altabet uit.

Wetenschappers vrezen dat een toename van de metaaluitstoot uiteindelijk zou kunnen leiden tot...verstoort het delicate evenwicht van voedingsstoffen in de bovenste laag van de oceaan. Het is moeilijk te voorspellen hoe de fytoplanktonAls zink, ijzer, koper en cadmium – metalen waarvan is aangetoond dat ze zich door menselijke activiteiten in zeewater ophopen – in de oceanen terechtkomen, kan de beschikbaarheid van voedingsstoffen veranderen, wat mogelijk gevolgen heeft voor de gehele mariene voedselketen.

De onderzoekers zullen daarom nu verder onderzoek doen om de isotopische samenstelling van zink en andere biologisch essentiële metalen, zoals ijzer en koper, in mariene deeltjes uit andere oceaanregio's te verduidelijken.

"Alleen door verschillende mariene systemen te bestuderen, kunnen we het gedrag van sporemetalen in de oceaan als geheel begrijpen en hoe mariene organismen reageren op veranderingen in de nutriëntenbalans."

concludeert Altabet.

Hier zijn drie inzichten die u wellicht interesseren:

De giftige erfenis van oorlog begraven in de Stille Oceaan
Stijgende zeeën: “Als we de Stille Oceaan redden, redden we de wereld”
20 mogelijke nieuwe soorten ontdekt in de diepten van de Stille Oceaan