Ученые выяснили, что фитопланктон может цвести под арктическим льдом

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 пришли ученые, которые обобщили исследования за последние полвека о возникновении, масштабах и составе цветения фитопланктона под арктическим морским льдом, сообщает портал Phys.org.

Фитопланктон – это свободно плавающие микроскопические организмы, большинство из которых являются одноклеточными водорослями. Как и наземные растения, они используют фотосинтез, чтобы превратить свет в химическую энергию, потребляя углекислый газ (CO2) 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, как и внезапное весеннее цветение в саду, может происходить даже в условиях низкой освещенности под толщей морского льда. Это означает, что производство фитопланктона в некоторых регионах Северного Ледовитого океана может быть на порядок больше, чем предполагалось изначально. Это важно для разработчиков климатических моделей, которые хотят знать, 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 Арктике шло примерно в два раза быстрее, чем в среднем в мире. Одним из наиболее заметных признаков этого изменения стало сокращение покрытой льдом площади моря, при этом ледяной покров в этом году сократился до второй наименьшей степени за всю историю наблюдений.

Неудивительно, что истончение ледяного покрова позволило фитопланктону, которому для фотосинтеза нужен свет, процветать. Что удивило авторов научной работы из Стэнфордского университета, так это то, что явление подледного цветения фитопланктона произошло задолго до того, как изменение климата затронуло арктический морской лед. «Исследования, проведенные в 50-х годах прошлого века и ранее, показывают, что цветение, хотя и не очень большое, но происходило под толстым льдом в центральной части Арктики», – пояснил Матье Ардина. «Я думаю, что этот факт удивил многих из нас, поскольку модели предполагали, что это не так».

Исторические наблюдения включали пару исследований, проведенных в рамках Международного геофизического года, глобальной кампании, положившей начало современной научной эре. Авторы отметили: «Конечным результатом этой работы было не что иное, как невероятное первое представление о подледном цветении фитопланктона, происходящем в центральной части Арктики».

В статье описывается изменчивость подледного цветения в Северном Ледовитом океане с точки зрения его возникновения, масштабов и даже типа присутствующих организмов. Некоторые из этих находок основаны на научных программах и экспедициях, специально посвященных изучению подледного цветения фитопланктона. Во многих случаях наблюдения основывались на автономных поплавках, роботизированных планерах и даже дистанционно управляемых транспортных средствах, которые могут плавать под морским льдом.

Ардина сказал, что дальнейшие наблюдения для новых компьютерных моделей будут иметь ключевое значение для более точного прогнозирования изменений углеродного цикла в Арктике в будущем. «Так много вопросов остаются без ответа об этом критическом периоде весны для многих арктических видов, с точки зрения их пищи или их жизненного цикла», – сказал он. «Учитывая удаленность Арктики, одним из путей, безусловно, будет разработка новых и более совершенных автономных платформ, которые будут предоставлять нам ценную информацию».

Результаты научной работы были опубликованы в специальном выпуске журнала Frontiers in Marine Science, посвященном исследованиям Северного Ледовитого океана.