Veenmeren in het Congobassin (Travis Drake et al./Nature Geoscience)

Voor het eerst zou zijn ontdekt dat grote zwartwatermeren in de uitgestrekte veengebieden van het centrale Congobassin oeroude koolstof in de vorm van broeikasgassen vrijgeven. Tot nu toe gingen klimaatonderzoekers ervan uit dat koolstof millennia lang veilig in het veen ligt opgeslagen. Hoe de koolstof vanuit het veen naar het meer wordt getransporteerd, waar het uiteindelijk in de atmosfeer terechtkomt, is nog onbekend. Klimaatverandering en veranderd landgebruik, met name de omzetting van bos in landbouwgrond, zouden deze trend kunnen verergeren (met gevolgen voor het wereldwijde klimaat), waarschuwen de onderzoekers.
De uitgestrekte moerassen en veengebieden van de tropen spelen een belangrijke rol in de wereldwijde koolstofcyclus en daarmee in het wereldwijde klimaat. Het Amazonebekken, het Congobekken en de tropische draslanden van Zuidoost-Azië slaan koolstof op in de vorm van dood, onverteerd plantmateriaal, goed voor zo’n 100 gigaton koolstof.
Een van de grootste en belangrijkste van deze tropische koolstofopslagplaatsen bevindt zich in het Congobekken, in het hart van Afrika, waar de machtige Congo-rivier en zijn vele zijrivieren stromen. Hoewel de moerassen en veengebieden van het Congobekken slechts 0,3% van het aardoppervlak beslaan, bevatten ze een derde van de koolstof die in tropische veengebieden is opgeslagen.
Hoe groot de invloed van deze veenecosystemen op de wereldwijde koolstofcyclus en het klimaat precies is, is nauwelijks onderzocht, mede doordat het centrale Congobekken moeilijk toegankelijk blijft. Boten en kano’s zijn vaak de enige vervoersmiddelen om de afgelegen moerassen en meren te bereiken.
Een onderzoeksteam onder leiding van ETH Zürich heeft de afgelopen tien jaar het Congobassin nauwkeurig bestudeerd. Daarbij ontmoetten de onderzoekers verschillende verrassingen, zoals een van de donkerste zwartwaterrivieren ter wereld, de Ruki-rivier.

De onderzoekers richtten zich in dit onderzoek opnieuw op water dat donker is geworden door de uitspoeling van plantenresten: Afrika’s grootste zwartwatermeer (het Mai Ndombemeer) en het kleinere Tumbameer. Opnieuw kwamen ze voor verrassing te staan.
Het water van Mai Ndombemeer, dat meer dan vier keer zo groot is als het Bodenmeer, heeft een donkere theekleur. Het meer is omgeven door uitgestrekte moerasbossen en vrijwel onaangetast laaglandregenwoud dat groeit op dikke veengrond. Organisch materiaal afkomstig van rottend planten- en bodemmateriaal uit de omliggende moerassen en laaglandregenwouden kleurt het water van het meer donkerbruin. Onderzoekers hebben nu aangetoond dat grote hoeveelheden koolstof in de vorm van CO₂ via de twee meren in de atmosfeer terechtkomen.

In tegenstelling tot de verwachtingen van de onderzoekers, is echter slechts een deel van de koolstof afkomstig van recent geproduceerd plantaardig materiaal. Tot wel 40% van de koolstof is afkomstig van veen dat zich in de loop van duizenden jaren in de omliggende ecosystemen heeft opgehoopt. Dit blijkt uit ouderdomsbepalingen (radiokoolstofdatering) van de CO₂ die in het meerwater is opgelost. “We waren verrast dat er oude koolstof via het meer vrijkomt”, zegt hoofdauteur Travis Drake van het ETH in Zürich. “Het koolstofreservoir heeft als het ware een lek, waardoor oude koolstof ontsnapt”, voegt mede-auteur Matti Barthel daar aan toe.

Lang gebonden

Tot nu toe werd aangenomen dat koolstof opgeslagen in het veen van het Congobassin zeer lang gebonden bleef en alleen onder bepaalde omstandigheden, zoals langdurige droogte, vrijkwam. Het is nog steeds onduidelijk hoe de koolstof uit het onverteerde plantmateriaal weer vrijkomt. Ook de routes waarlangs de koolstof in het meerwater terechtkomt, zijn nog onbekend.
Daarom is het wezenlijk voor onderzoekers om te achterhalen of de vrijgave van oude koolstof een destabiliserend keerpunt aangeeft of een natuurlijke evenwichtstoestand die in evenwicht wordt gehouden door nieuwe veenafzettingen. De vrijgave van oude koolstof zou kunnen wijzen op een groter probleem, namelijk dat milieuveranderingen als gevolg van klimaatverandering een kettingreactie teweegbrengen.

Als het klimaat bijvoorbeeld droger wordt, zou er meer koolstof kunnen vrijkomen omdat het veen vaker en langer uitdroogt, waardoor zuurstof dieper in de veenlagen kan doordringen. Dit bevordert de afbraak van voorheen stabiele organische stof door micro-organismen, met gevolgen voor het wereldwijde klimaat doordat er meer CO₂ uit deze enorme koolstofvoorraad in de atmosfeer vrijkomt. Six: “Onze resultaten helpen om wereldwijde klimaatmodellen te verbeteren, omdat tropische meren en moerasgebieden tot nu toe ondervertegenwoordigd zijn in deze modellen tot nu toe.”

Lachgas en methaan

Naast het onderzoeken van de ouderdom en oorsprong van de ontgaste CO₂, onderzochten de onderzoekers ook de uitstoot van twee andere belangrijke broeikasgassen uit het Mai Ndombemeer, namelijk lachgas (N₂O) en methaan. In deze parallelle studie, die werd gepubliceerd in het Journal of Geophysical Research, ontdekten de onderzoekers dat het waterpeil bijvoorbeeld een sterke invloed heeft op de hoeveelheid methaan die in de atmosfeer terechtkomt.
Hoe hoger het waterpeil van het meer, hoe effectiever micro-organismen methaan afbreken. Als het waterpeil laag is, zoals gebruikelijk is tijdens het droge seizoen, wordt methaan minder effectief afgebroken en ontsnapt er een grotere hoeveelheid uit het meer.

“We vrezen dat klimaatverandering dit evenwicht ook zal verstoren. Als droogtes langer en intenser worden, kunnen de zwartwatermeren in deze regio belangrijke bronnen van methaan worden die het wereldwijde klimaat beïnvloeden”, zegt ETH-hoogleraar Jordon Hemingway. “Op dit moment weten we niet wanneer het kantelpunt bereikt zal worden.”
Het is niet alleen klimaatverandering die het evenwicht kan verstoren. Veranderingen in landgebruik kunnen nog ernstiger gevolgen hebben. Volgens schattingen zal de bevolking van Congo in 2050 verdrievoudigen. Om landbouwgrond te verkrijgen, zal in de toekomst meer bosgebied worden gekapt.

Ontbossing bevordert op zijn beurt droogte, wat de waterstanden in de meren permanent laag kan houden. “We kennen allemaal de analogie dat bossen de groene longen van de aarde zijn”, zegt Barthel. “Ze zijn echter niet alleen verantwoordelijk voor gasuitwisseling zoals onze longen, maar ze verdampen ook water via hun bladeren, waardoor de atmosfeer wordt verrijkt met waterdamp.” Dit bevordert de wolkenvorming en neerslag, wat op zijn beurt rivieren en meren voedt.

Bron: phys.org