De watervaren Azolla redde al eens eerder de aarde van te hoge CO2-gehaltes. Zou Azolla geo-engineering met de stikstofbindende drijfvaren de hoge hoeveelheid kooldioxide in de atmosfeer kunnen verminderen?
Wat is Azolla?
Alle acht soorten van het geslacht Azolla zijn drijvende varentjes van enkele centimeters breed. De drijfvarens komen over de hele wereld voor, maar vooral in de tropen. Daar vormen ze dichte matten. Het ‘geheime wapen’ van Azolla is het vermogen van het plantje om stikstof te binden. Dat doet het in samenwerking met de stikstofbindende cyanobacterie Anabaena azollae. Voor andere planten is stikstofgebrek vaak een belangrijk probleem. Daardoor krijgt Azolla een beslissende voorsprong.
Drijvende groenbemester en onkruidonderdrukker
In rijstvelden komt Azolla veel voor. Het plantje vermenigvuldigt zich via sporen en aseksueel, door het vormen van uitlopers. Azolla is erg productief. In ideale omstandigheden verdubbelt het plantje zich iedere twee dagen en produceert in rijstvelden rond de 3,7 kg (drooggewicht drie ons) per vierkante meter per groeiseizoen[2]. Dit naast de opbrengst van de rijst zelf. Azolla wordt als veevoer of groenbemester gebruikt. Ook verstikt de dichte deken wateronkruiden en muskietenlarven.
Natuurlijke Azolla geo-engineering maakte einde aan de broeikas van het Eoceen
De ergste broeikasperiode in de recente geschiedenis van de aarde was tijdens het mid-Eoceen, rond de 12 miljoen jaar na de natuurramp die de dinosauriërs deed uitsterven. De oorzaak van dit Paleo-Eocene Thermische Optimum was een extreem hoog gehalte aan kooldioxide. De aarde was toen een oerwoudplaneet.
Hier kwam een einde aan, toen een dichte mat Azolla op de Noordelijke IJszee deze kooldioxide omzette in biomassa. Deze zee was toen grotendeels landomsloten en veel kleiner en zoeter dan nu. De biomassa zonk naar de bodem. Daardoor kwam er na 800 000 jaar een einde aan het extreem hoge CO2-gehalte in de atmosfeer en daalden de temperaturen tot meer normale waarden. Een dik groen tapijt van 4 miljoen vierkante kilometer Azollavarens, in oppervlakte groter dan India, zette de CO2 om in varens. Het CO2-gehalte daalde van 3800 ppm naar 600 ppm. Ter vergelijking: het CO2-gehalte in de atmosfeer ligt nu iets boven de 400 ppm. Dit vormde de basis voor de enorme olievoorraden in Alaska en elders in het Arctisch gebied.
Zou Azolla geo-engineering ook nu kunnen werken?
Op de bodem van de Noordelijke IJszee zijn pakketten overblijfselen van Azolla van minimaal acht meter dik aangetroffen. Uit berekeningen aan de hand van dit enorme pakket blijkt dat het nijvere varentje de hoofdschuldige was. In zijn eentje was Azolla in staat was om in enkele honderdduizenden jaren het CO2-gehalte met viervijfde te verlagen. Gesteld dat Azolla bij de temperaturen van nu zou groeien, dan zou het verlagen van het CO2-gehalte van 420 ppm naar 350 ppm goed haalbaar zijn. Zij het, langzamer dan toen. Immers, het CO2-gehalte nu is lager, waardoor het plantje minder snel groeit. Met genetische engineering kan de tolerantie van Azolla voor zout groter worden, eenvoudige veredeling bereikt dit al. De Climate Foundation stelt voor hiervoor de nu al anoxische en soortenarme Zwarte Zee voor te gebruiken[3].
Fosfaat is nu ook een beperkende factor. We moeten alleen erg goed nadenken over de gevolgen. Gaat Azolla door met het binden van kooldioxide, dan ontstaat een CO2-hongersnood. Voor ons is dat niet zo erg, maar voor planten des te meer. Nu al zuchten ze onder lage CO2-gehaltes. En tegen een dik tapijt van stikstofbindende varens maakt de rest van de aardse vegetatie niet veel kans.
Bronnen
1. Iwao Watanabe, Nilda S.Berja (1983). “The growth of four species of Azolla as affected by temperature”. Aquatic Botany. 15 (2): 175–185. doi:10.1016/0304-3770(83)90027-X
2. Hasan, M. R. ; Chakrabarti, R., (2009). Use of algae and aquatic macrophytes as feed in small-scale aquaculture: A review. FAO Fisheries and Aquaculture technical paper, 531. FAO, Rome, Italy.
3. Azolla – ​The Problem: Too much carbon dioxide in the atmosphere, Climate Foundation, ongedateerd