Abfractie levert belangrijke macronutriënten (stikstof en fosfor) aan gletsjeralgen in NW-Groenland

Waarom donker ijs op Groenland ertoe doet

Op zomerse dagen in Groenland wordt een deel van de ijskap opvallend donkerder. Dit is geen roet of industriële vuilsluier, maar florerende gemeenschappen van piepkleine algen die het ijs oppervlak kleuren en meer zonlicht laten opnemen. Donkerder ijs smelt sneller en draagt zo bij aan zeespiegelstijging. Wetenschappers vermoeden al langer dat een tekort aan sleutelvoedingsstoffen, met name fosfor en stikstof, deze algen kan remmen. Deze studie stelt een bedrieglijk eenvoudige vraag: levert het smeltende ijs zelf al genoeg van deze nutriënten om de algengroei te voeden?

Verborgen plantleven op het ijs

De algen die op Groenlands kale ijs leven zijn microscopische verwanten van landplanten, donkerpaars gekleurd door beschermende pigmenten. Waar ze in grote aantallen opduiken, kunnen ze de albedo van het ijs aanzienlijk verlagen en zo het smelten over uitgestrekte gebieden versnellen. Maar net als gewassen op een akker hangt hun groei af van basisingrediënten zoals koolstof, stikstof en fosfor. Koolstof is gemakkelijk beschikbaar uit de lucht, maar stikstof en fosfor werden lange tijd als schaars op het ijs beschouwd, mogelijk alleen aangevoerd in kleine hoeveelheden door windstuif of sneeuwval. Eerdere metingen slaagden er vaak niet in deze nutriënten te detecteren, wat leidde tot het idee dat vooral fosfor een beperkende factor voor algengroei was.

Dieper graven in het ijs

Om dit idee te testen, namen de onderzoekers materiaalmonsters op twee locaties in noordwest-Groenland: de Qaanaaq-ijsbedekking en een nabijgelegen deel van de hoofd-Groenlandse ijskap. Op elke locatie verzamelden ze de losse, poreuze bovenlaag, bekend als de verweringskorst, de dunne zone net eronder en vast, onverweerd ijs van ongeveer een meter diepte. Ze smolten en filtreerden de monsters en gebruikten een zeer gevoelige, op maat gemaakte analyzer om stikstof en fosfor te meten op niveau’s van miljardsten van een mol, ver onder de detectielimieten van de meeste standaardmethoden. Ze telden ook hoeveel algencellen in het oppervlakteijs aanwezig waren en onderzochten de minerale deeltjes in de monsters om te bepalen welke soorten gesteentefragmenten in het ijs waren gemengd.

Wat het smeltwater echt bevat

De resultaten toonden aan dat zowel opgelost stikstof als opgelost fosfor door de hele ijskolom aanwezig zijn, niet alleen aan het oppervlak. De concentraties zijn laag, maar reëel en meetbaar, en met name de oppervlaktelagen bevatten genoeg fosfor om de daar overvloedige algen te ondersteunen. Stikstof aan het oppervlak lijkt deels uitgeput, consistent met actieve opname door microben, terwijl dieper ijs iets hogere niveaus bevat. De samenstelling van het mineraalstof verschilde tussen de locaties en bevatte veldspaten die sporen van stikstof en fosfor kunnen bevatten, maar de studie vond dat het ijs zelf al deze nutriënten opslaat, zonder dat een grote bemestende rol van speciale fosforrijke mineralen nodig is. Organische vormen van stikstof en fosfor waren ook aanwezig, hoewel sommige daarvan mogelijk afkomstig zijn van dode of beschadigde cellen tijdens de monsterverwerking.

Hoeveel smelt er nodig is

Het team vroeg zich vervolgens af of seizoenssmelt van het ijs — bekend als abfractie — op zichzelf voldoende nutriënten uit de diepte naar boven kan brengen om de algen aan de oppervlakte te voeden. Met typische celgetallen, de bekende koolstofinhoud van individuele algencellen en gemeten verhoudingen van koolstof tot stikstof en fosfor, schatten ze in hoeveel stikstof en fosfor in de levende alg Biomassa per milliliter oppervlakteijs zijn opgeslagen. In vergelijking met de nutriëntconcentraties in dieper, onverweerd ijs berekenden ze de dikte ijs die elk jaar moet smelten om een equivalente hoeveelheid stikstof en fosfor te leveren. Voor beide studieplaatsen was de benodigde smelt kleiner dan of vergelijkbaar met de daadwerkelijke jaarlijkse smelt gemeten in recente jaren. Wanneer ze organische nutriëntvormen meerekenen die door andere microben gerecycled kunnen worden, werd het schijnbare overschot aan beschikbaar stikstof en fosfor nog groter.

Wat dit betekent voor de toekomst van Groenland

Simpel gezegd concluderen de onderzoekers dat de langzame maar gestage verlaging van het ijsoppervlak elke zomer van nature meer stikstof en fosfor aanlevert dan de gletsjerijsgalgen in hun cellen kunnen opslaan. Op seizoensschaal zijn deze basale nutriënten naar alle waarschijnlijkheid niet de belangrijkste rem op algengroei op de bestudeerde locaties. In plaats daarvan bepalen factoren zoals hoe lang het ijs kaal blijft, hoeveel zonlicht het ontvangt en kortstondige lokale uitputtingen van nutriënten waarschijnlijker waar en wanneer algen floreren. Omdat bloeiende algengemeenschappen het ijs donkerder maken en het smelten versnellen, helpt het inzicht dat abfractie zelf een belangrijke nutriëntbron is wetenschappers beter te voorspellen hoe biologische processen in combinatie met opwarming van het klimaat de toekomst van de Groenlandse ijskap zullen vormgeven.

Bronvermelding: Gill-Olivas, B., Forjanes, P., Turpin-Jelfs, T.C. et al. Ablation provides key macronutrients (nitrogen and phosphorous) to glacier ice algae in NW Greenland. Nat Commun 17, 2129 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-68625-8

Trefwoorden: Groenlandse ijsalgen, nutriëntbeperking, fosfor en stikstof, gletsjersmelt, verduistering van de ijskap