Представьте себе, что вы нашли тропический лес посреди пустыни. На самом деле, ученые говорят, что рост фитопланктона в Арктике теперь может быть богаче, чем в любом другом океаническом регионе на Земле. Открытие показывает новое следствие потепления климата в Арктике и дает исследователям важный ключ к пониманию воздействия изменения климата и окружающей среды на Северный Ледовитый океан и его экологию.
«Если бы кто-то спросил меня перед экспедицией, увидим ли мы цветение подо льдом, я бы сказал им, что это невозможно», - сказал Кевин Арриго из Стэнфордского университета, руководитель миссии ICESCAPE и ведущий автор нового исследования. «Это открытие стало полной неожиданностью».
ICESCAPE - стенд «Воздействие климата на экосистемы и химию окружающей среды Арктики и Тихого океана». В 2010 и 2011 годах ученые исследовали арктические воды в морях Бофорта и Чукчей вдоль западного и северного побережья Аляски на борту ледокола Береговой охраны США. Исследователи пробурили глубину морского льда толщиной три фута, чтобы изучить влияние изменчивости окружающей среды и изменений в Арктике на биологию, экологию и биогеохимию океана.
Исследователи обнаружили, что фитопланктон чрезвычайно активен, его количество удваивается чаще, чем один раз в день. И наоборот, цветение в открытых водах растет гораздо медленнее, удваиваясь через два-три дня. Эти темпы роста являются одними из самых высоких из когда-либо измеренных для полярных вод.
Считалось, что фитопланктон растет в Северном Ледовитом океане только после того, как морской лед отступил на лето.
В июле 2011 года исследователи наблюдали цветение под льдом, который простирался от кромки морского льда до 72 миль в ледяной пакет. Данные океанического течения показали, что эти цветы развивались подо льдом и не перемещались туда из открытой воды, где концентрации фитопланктона могут быть высокими.
Ранее считалось, что морской лед блокирует большую часть солнечного света, необходимого для роста фитопланктона. Теперь ученые считают, что истончающийся арктический лед позволяет солнечному свету достигать воды под морским льдом, стимулируя цветение растений там, где их никогда не наблюдалось. Результаты были опубликованы сегодня в журнале Science.
Фитопланктон является основой морской пищевой цепи и потребляет большое количество углекислого газа. Ученым придется пересмотреть количество углекислого газа, попадающего в Северный Ледовитый океан в результате биологической активности, если цветение подо льдом окажется распространенным явлением.
«На данный момент мы не знаем, происходили ли эти богатые цветения фитопланктона в Арктике в течение длительного времени, и мы просто не наблюдали их раньше», - сказал Арриго. «Однако эти расцветы могут стать более распространенными в будущем, если ледяной покров Арктики продолжит уменьшаться».
Обнаружение этих ранее неизвестных цветений подо льдом также имеет значение для более широкой арктической экосистемы, включая мигрирующие виды, такие как киты и птицы. Фитопланктон поедается мелкими морскими животными, которых поедают более крупные рыбы и морские животные. Изменение сроков цветения может вызвать сбои у более крупных животных, которые питаются либо фитопланктоном, либо существами, которые питаются этими микроорганизмами.
«Мигрирующим видам может быть все труднее рассчитывать время своего жизненного цикла в Арктике, когда цветение достигает своего пика», - сказал Арриго. «Если их запас еды наступит раньше, они могут пропустить лодку».
Ученые сказали, что открытие также может иметь серьезные последствия для глобального углеродного цикла и энергетического баланса океана, и им, возможно, придется пересмотреть свое понимание экологии Арктики и роли региона в системе Земли.
Вы можете увидеть больше изображений из экспедиции ICESCAPE на странице Flickr НАСА Годдарда.
Документ команды: К.Р. Арриго и др. Массивный фитопланктон цветет под арктическим морским льдом. Наука. DOI: 10.1126 / science.1215065.
Источник: НАСА
