Быстрые изменения в арктической экосистеме
В подледном слое Центральной Арктики обнаружены огромные количества водорослей: в 2012 году ледовые диатомовые водоросли Melosira arctica обеспечивали почти половину первичной продукции в этом районе. При таянии льда, как это было во время минимума ледового покрова в 2012 году, эти водоросли быстро опускаются на морское дно на глубину в несколько тысяч метров. Глубоководные животные, такие как морские огурцы и офиуры, питаются водорослями, а бактерии метаболизируют остатки, потребляя кислород в грунте. Эта краткосрочная реакция глубоководной экосистемы на изменения ледового покрова и продуктивности океана была опубликована в научном журнале Science междисциплинарной группой исследователей во главе с Антье Бётиус из Института Альфреда Вегенера и Института морской микробиологии Макса Планка в Бремене.
Ученые и техники из двенадцати стран работали в Центральной Арктике на борту исследовательского ледокола «Polarstern» в конце лета 2012 года. Они использовали множество современных методов, включая камерные пробоотборники и подледный дистанционно управляемый аппарат (ROV). Профессор Антье Бётиус, возглавляющая Исследовательскую группу по глубоководной экологии и технологиям Объединения имени Гельмгольца и Общества Макса Планка, дала первый ответ на ключевой вопрос о том, как Арктика меняется из-за потепления: «Гораздо быстрее, чем предполагалось ранее! Дно на глубине более 400 метров было усеяно скоплениями ледовых водорослей, которые привлекли множество морских огурцов и офиур».
Водорослевые отложения диаметром до 50 сантиметров покрывали до 10% морского дна. Исследователи смогли подсчитать их с помощью системы наблюдения за морским дном (OFOS). Впервые в покрытой льдом Арктике доктору Франку Венцхёферу удалось измерить потребление кислорода бактериями и фауной непосредственно в глубоком море с помощью микросенсоров. Под слоем водорослей кипела жизнь: бактерии начали разлагать водоросли, о чем свидетельствовало сильно сниженное содержание кислорода в осадке. В соседних, свободных от водорослей областях дно было аэрировано на глубину до 80 сантиметров и практически не имело остатков водорослей.
Исследователи выяснили, что массивное цветение Melosira arctica стало возможным из-за истончения морского льда, пропускающего больше света. Эти водоросли образуют тяжелые цепочки, которые быстро опускаются на дно, экспортируя более 85% углерода, фиксированного в результате первичной продукции, из поверхностных вод в глубины летом 2012 года. Хорошее состояние морских огурцов — они были крупнее обычного и с хорошо развитыми репродуктивными органами — также свидетельствовало о массивном поступлении пищи.
«Нам впервые удалось продемонстрировать, что потепление и связанные с ним физические изменения в Центральной Арктике вызывают быстрые реакции во всей экосистеме вплоть до глубокого моря», — резюмирует ведущий автор Бётиус. Тот факт, что процессы микробного разложения, подпитываемые отложениями водорослей, могут создавать бескислородные участки на глубоководном дне в течение одного сезона, вызывает тревогу. Исследователи предупреждают, что для оценки последствий быстрого сокращения морского льда все еще слишком мало известно о функционировании арктической экосистемы, ее биоразнообразии и продуктивности.