Expanding seaweed farming poses new risks to the ozone layer

Decennialang heeft de wereld toegezien hoe de ozonlaag herstelt. Dit onzichtbare schild hoog in de atmosfeer beschermt het leven op aarde door de meest schadelijke ultraviolette stralen van de zon te absorberen. Het herstel volgde op een wereldwijde overeenkomst om de productie van specifieke industriële chemicaliën te stoppen die de laag kapot maakten. Nu, terwijl de planeet op zoek is naar nieuwe manieren om klimaatverandering te bestrijden, komt er een andere oplossing op uit de zee: enorme boerderijen met zeewier. Deze onderwatergewassen worden geprezen om hun vermogen om koolstof uit de lucht te trekken en voedsel en materialen te bieden voor een groeiende populatie. Maar terwijl wetenschappers nauwer kijken naar deze groene oplossing, ontdekken ze een verborgen kostenpost die de vooruitgang op het gebied van de ozonlaag zou kunnen ondermijnen. De zorg concentreert zich op minuscule, kortlevende gassen die zeewier van nature uitstoot. Hoewel deze gassen snel verdwijnen, zijn ze ongelooflijk efficiënt in het vernietigen van ozon wanneer ze de bovenste atmosfeer bereiken.

Een nieuwe studie brengt dit verborgen risico scherp in beeld door te vragen wat er gebeurt als we de zeewiercultuur uitbreiden naar de enorme schaal die momenteel voor wereldwijde duurzaamheid wordt voorgesteld. De onderzoekers gokten niet alleen; ze bouwden een gedetailleerd computermodel van de aardatmosfeer en voerden het nieuwe gegevens in over hoeveel gas zeewierboerderijen in de komende decennia zouden uitstoten. Ze testten drie verschillende paden voor de toekomst: een gestage, matige groei die overeenkomt met de huidige trends, een snellere expansie gedreven door ambities in de blauwe economie, en een maximale, zeer agressieve groeiscenario. De resultaten waren opmerkelijk. Onder het matige pad zou het herstel van de ozonlaag tegen het einde van de eeuw aanzienlijk vertragen. Onder de snellere scenario's zou de schade ernstig en snel zijn. In het meest agressieve geval zou de ozonlaag boven Antarctica tegen de jaren 2060 weer krimpen tot niveaus die slechter zijn dan het historische "ozongat" van het begin van de jaren 2000. In tegen afstelling tot het oude ozongat, dat een seizoensgebonden gebeurtenis was beperkt tot de poolregio's, zou deze nieuwe uitputting zich over de hele wereld verspreiden en het hele jaar door aanhouden, waardoor meer mensen en ecosystemen worden blootgesteld aan gevaarlijke ultraviolette straling.

Het verhaal begint bij het zeewier zelf. Zeewier is niet slechts een passieve plant; het is een levende fabriek die een verscheidenheid aan gassen produceert. Wanneer de algen worden gestrest door fel zonlicht, veranderingen in de watertemperatuur of het worden opgegeten door kleine mariene wezens, laten ze kortlevende halogenen vrij. Dit zijn gassen die broom en chloor bevatten, die van nature in de oceaan aanwezig zijn maar meestal in kleine hoeveelheden worden uitgestoten. Twee van deze gassen, bromoform en dibromomethaan, zijn bijzonder krachtig. Zodra ze de stratosfeer bereiken, breken ze af en laten ze broomatomen vrij. Een enkel broomatoom kan duizenden ozonmoleculen vernietigen, werkend als een piepkleine, meedogenloze gum. Jarenlang wisten wetenschappers dat wild zeewier deze gassen uitstootte, maar de hoeveelheden waren klein vergeleken met de industriële chemicaliën die decennia geleden werden verboden. De vraag was of het veranderen van de oceaan in een massaal agrarisch landschap de balans zou doen doorslaan.

Om dit te beantwoorden, verzamelde het team gegevens over hoeveel gas verschillende soorten zeewier uitstoten. Ze bekeken metingen uit tientallen studies, die veel soorten en omstandigheden beslaan. Ze ontdekten dat de hoeveelheid gas die wordt uitgestoten sterk varieert afhankelijk van de soort en de omgeving. Sommige zeewieren zijn veel productievere emittenten dan andere. Met behulp van deze gegevens berekenden ze hoeveel gas er zou worden uitgestoten als de zeewiercultuur zou groeien met de snelheden die momenteel door beleidsmakers worden besproken. Ze begonnen met het historische groeitempo van ongeveer zes procent per jaar, wat de trend van de afgelopen twee decennia is geweest. Vervolgens stelden ze een scenario voor waarin dat tempo werd verdubbeld naar twaalf procent, en een derde scenario waarin het sprong naar twintig procent, een tempo dat de zeewiercultuur tot de uiterste grenzen zou drijven van wat de oceaan kan ondersteunen.

De onderzoekers stopten deze emissienummers vervolgens in een geavanceerd Earth System Model, een krachtige computersimulatie die de complexe interacties tussen de oceaan, de atmosfeer en chemische reacties nabootst. Ze draaiden de simulatie van het heden tot het einde van de eeuw. Het model toonde aan dat zelfs het matige groeiscenario een meetbaar effect zou hebben. Tegen het einde van de jaren 2090 zou het herstel van de ozonlaag aanzienlijk worden vertraagd, waarbij de Antarctische ozonwaarden er niet in zouden slagen terug te keren naar hun staat van vóór de schade. De snellere groeiscenario's schetsen echter een veel duisterder beeld. Als de cultuur zou expanderen met twaalf procent per jaar, zou de ozonlaag weer beginnen te dalen en onder de historische minima zakken tegen de jaren 2090. Als het groeitempo van twintig procent zou worden bereikt, zou de schade snel en catastrofaal zijn. Het model toonde aan dat de ozonlaag boven Antarctica onder de slechtst ooit gemeten niveaus zou zakken tegen de jaren 2060.

Wat deze bevinding bijzonder alarmerend maakt, is de omvang van de schade. Het historische ozongat was een seizoensgebonden fenomeen, dat vooral in de lente boven de Zuidpool voorkwam. De uitputting gedreven door deze nieuwe zeewiremissies zou anders zijn. Het zou niet beperkt zijn tot de polen of tot een specifieke tijd van het jaar. Het model toonde aan dat de dunning van de ozonlaag zich zou verspreiden naar de middenbreedtegraden, waar miljarden mensen leven, en het hele jaar door zou aanhouden. Dit zou leiden tot een significante toename van de hoeveelheid ultraviolette straling die de aard het oppervlak bereikt. De studie berekende dat onder het hoogste groeiscenario de extra straling die de grond bereikt vergelijkbaar zou zijn met, of zelfs groter dan, de niveaus tijdens de piek van het historische Antarctische ozongat. Deze toename zou niet slechts een getal op een grafiek zijn; het zou vertaald worden naar hogere risico's op huidkanker, staar en schade aan het mariene leven en gewassen in regio's die grotendeels gespaard zijn gebleven van dergelijke intense blootstelling.

De onderzoekers waren zorgvuldig om te vermelden dat hun schattingen eigenlijk aan de voorzichtige kant kunnen zijn. Ze richtten zich alleen op de twee meest voorkomende gassen, bromoform en dibromomethaan, maar zeewier geeft ook andere ozonafbrekende gassen af die niet in de berekening zijn opgenomen. Ze namen ook aan dat de soorten zeewier die gekweekt worden, vergelijkbaar blijven met wat er vandaag de dag wordt geteeld. Echter, als de industrie verschuift naar soorten die bekend staan om het uitstoten van nog meer gas, of als klimaatverandering het zeewier onder druk zet en ervoor zorgt dat ze meer gas uitstoten, zou het probleem erger kunnen zijn dan voorspeld. Bovendien nam de studie aan dat de teelt in specifieke zones zou plaatsvinden, maar als het uitbreidt naar nieuwe gebieden of als de soortensamenstelling verandert door hoog-emitterende variëteiten zoals Asparagopsis op te nemen, zouden de emissies kunnen opschieten.

Het artikel concludeert dat hoewel zeewiercultuur grote belofte biedt voor klimaatmitigatie en voedselzekerheid, het een ernstig, onbedoeld risico vormt voor de ozonlaag. De schaal van de voorgestelde expansie is groot genoeg om het hard bevochten herstel van het ozonschild te bedreigen. De studie suggereert dat er een limiet is aan hoeveel zeewier gekweekt kan worden zonder globale schade te veroorzaken. Als de emissies van zeewiercultuur twee tot drie keer de huidige natuurlijke achtergrondniveaus overschrijden, zou de ozonlaag opnieuw kunnen beginnen te verslechteren. Dit betekent niet dat de zeewiercultuur moet stoppen, maar het betekent wel dat de industrie niet ongecontroleerd mag groeien. Strategische keuzes over welke soorten gekweekt worden, waar de boerderijen geplaatst worden en hoe snel ze uitbreiden, zullen cruciaal zijn. De onderzoekers pleiten voor zorgvuldige monitoring en proactieve planning om ervoor te zorgen dat de oplossing voor de ene milieucrisis niet de oorzaak wordt van een andere. De groene gewassen van de oceaan zouden de wereld kunnen voeden, maar alleen als we ze beheren met een duidelijk begrip van de delicate chemische balans waarmee ze interageren.