Sterke stromingen brengen voedsel naar riffen in de diepzee

Tropisch regenwoud onder water

“Koudwaterkoralen en sponzen in de diepzee”, zegt promovendus aan het Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee (NIOZ) Evert de Froe, “worden gezien als het onderwater-equivalent van tropisch regenwoud. Ze zijn enorm divers: er leven allerlei soorten vissen, kreeften en krabben.” Deze diepzee ecosystemen spelen een sleutelrol in de koolstofcyclus van de oceaan en zijn hotspots van biodiversiteit. Deze bijzondere systemen staan onder druk van onder andere visserij en oceanverzuring. Daarom doet het NIOZ al jaren onderzoek naar koudwaterkoralen.

Voor NIOZ-onderzoekers speelt al langer de vraag hoe het mogelijk is dat er zulke hotspots van biodiversiteit zijn in de diepzee, want op de oceaanbodem is het aardedonker en koud. “We dachten ook altijd dat er weinig voedsel beschikbaar was,” aldus Dick van Oevelen, de begeleider van De Froe en senior onderzoeker bij het NIOZ. “Maar inmiddels weten we beter.”

Het team van De Froe en Van Oevelen ontdekte tijdens dit onderzoek hoe het kan dat sommige plekken in de diepzee helemaal niet zo voedselarm zijn als wetenschappers lang dachten, maar dat er genoeg voedsel beschikbaar is om koraalriffen te voeden. Daarvoor ging hij twee keer met het onderzoeksschip de Pelagia mee op expeditie naar Rockall Bank, een gebied 400 kilometer ten noordwesten van Ierland. Op 700 meter diepte zijn daar koudwaterkoraalriffen te vinden op de oceaanbodem.

Voor het eerst de exacte stofwisseling gemeten van diepzeekoraal

Allereerst werd onderzocht hoe het zeewater op die plek stroomt. De Froe: “In dit gebied stromen watermassa’s met verschillende dichtheden boven elkaar langs. Daardoor ontstaan onderwatergolven die soms 200 tot 300 meter hoog kunnen zijn. Als deze zogeheten interne golven in contact komen met een koraalberg op de zeebodem, kan een relatief sterke neerwaartse stroming ontstaan die ervoor zorgt dat verse voedseldeeltjes de koraalriffen op 700 meter diepte bereiken.”

De Froe mat daarnaast een proces dat nog niet eerder gemeten was voor koraalrif in de diepzee. Daarvoor werd een kwart vierkante meter zeebodem, met levende koralen, sponzen en krabben erin, bemonsterd. Monsters werden aan boord gebracht met behulp van een afsluitbare doos, een box core. “In zo’n kubus met een doorsnede van 50 cm leeft het koraal door,” aldus de onderzoeker. “Wij maten vooraf en na 24 uur de concentratie van inorganisch stikstof, zoals nitraat en ammonium, in het water. Hierdoor konden we de afgifte van inorganisch stikstof door het rif vaststellen.”

Zo ontdekte De Froe dat het koudwaterkoraalrif een belangrijk speler is in de koolstof- en stikstofcyclus in de diepzee. “Een koraalrif zet gemiddeld vijf keer zoveel koolstof om als een gebied met alleen maar zand, en heeft daarvoor dus ook een hogere voedseltoevoer nodig. Daarnaast stoot het koraalrif bijvoorbeeld veel ammonium uit, wat weer gebruikt kan worden door bacteriën in het water.”

Aanwezigheid diepzeeriffen voorspellen

Vervolgens wilde De Froe de vraag beantwoorden of hij kon voorspellen waar diepzeeriffen elders te vinden zijn. Op basis van de metingen kon hij een simulatiemodel maken van voedseltransport boven het diepzeerif. “We weten nog niet waar ter wereld in de diepzee diepzeekoraalriffen voorkomen en dit computermodel is een aanzet om dat te kunnen voorspellen. Als je bijvoorbeeld veel koralen in een gebied voorspelt, dan kun je afspreken om die plek in de diepzee te beschermen van menselijk invloed zoals bodem-intensieve visserij, olieboringen, of seismisch onderzoek.”