Фитопланктон может цвести под арктическим льдом

Понимание масштабов этого явления важно при разработке современных климатических моделей.

Небольшие фотосинтезирующие морские водоросли являются ключевым компонентом морской экосистемы Арктики, но их роль в экологии Северного Ледовитого океана недооценивается на протяжении десятилетий.

К такому выводу пришла группа ученых, которая обобщила более чем полувековые исследования о возникновении, масштабах и составе цветения фитопланктона под арктическим морским льдом. Результаты их работы были опубликованы в специальном выпуске журнала Frontiers in Marine Science, посвященном исследованиям Северного Ледовитого океана.

Фитопланктон — это свободно плавающие микроскопические организмы, большинство из которых представляет собой одноклеточные водоросли. Как и наземные растения, они используют фотосинтез, чтобы превращать свет в химическую энергию, потребляя углекислый газ и питательные вещества из воды. Фитопланктон составляет основу морской пищевой сети и играет жизненно важную роль в углеродном цикле, поглощая CO₂ из атмосферы.

Примерно десять лет назад большинство ученых предполагало, что фитопланктон оставался в своего рода стазисе на протяжении всей зимы и весны до момента вскрытия морского льда. Сейчас появляется все больше свидетельств того, что подледное цветение фитопланктона может происходить в условиях низкой освещенности под морским льдом.

frontiersin.orgФитопланктон под микроскопом

Это открытие означает, что производство фитопланктона в некоторых регионах Северного Ледовитого океана может быть на порядок больше, чем предполагалось ранее. Это важно для составителей климатических моделей, которым нужна информация о том, сколько атмосферного углерода поглощается этими водорослями.

Немногие места на Земле трансформируются так быстро как Арктика из-за изменения климата. За последние 30 лет потепление в этом регионе происходило примерно вдвое быстрее, чем в среднем в мире. Одним из наиболее заметных признаков этого изменения стало сокращение площади морского льда, плавающего на поверхности.

Неудивительно, что истончение ледяного покрова позволило фитопланктону, которому для фотосинтеза нужен свет, процветать. Однако ученые обнаружили, что фитопланктон уверенно себя чувствовал и до изменений климата, затронувших арктический морской лед.

«Исследования, проведенные в 50-х годах и ранее, показывают, что цветение, хотя и не очень большое, происходило под толстым льдом в центральной части Арктики. Я думаю, что этот факт удивил многих из нас, поскольку модели предполагали, что это не так», — Матьё Ардина, ведущий автор исследования из Стэнфордского университета.

Исторические наблюдения включали пару исследований, проведенных в рамках Международного геофизического года, глобальной кампании, положившей начало современной научной эре.

В статьях описывается изменчивость событий цветения фитопланктона подо льдом (UIB, under-ice blooms) в Северном Ледовитом океане с точки зрения их возникновения, масштабов и даже типа присутствующих организмов. Некоторые из этих находок основаны на научных программах и экспедициях, специально посвященных изучению UIB.

Во многих случаях наблюдения основывались на автономных поплавках, роботизированных планерах и даже дистанционно управляемых транспортных средствах, которые могут плавать под морским льдом.

Ардина отмечает, что дальнейшие наблюдения для новых компьютерных моделей будут иметь ключевое значение для более точного прогнозирования изменений углеродного цикла в Арктике в будущем.