Красные и зеленые снежные водоросли усиливают таяние снега на Антарктическом полуострове

Красные и зеленые водоросли, растущие на снегу Антарктического полуострова (АП), вызывают значительное дополнительное таяние снега, сравнимое с эффектом от пыли на снегу в Скалистых горах. Таковы выводы первого в своем роде исследования под руководством Алии Хан, научного сотрудника Национального центра данных по снегу и льду (NSIDC). Потепление климата, вероятно, будет увеличивать распространение водорослей в Антарктиде, что усугубит сезонное таяние снега и расширит свободные ото льда площади на АП, с серьезными последствиями для регионального климата, экосистем и доступности пресной воды. Эти факторы пока не учтены в глобальных климатических моделях. Результаты опубликованы 13 января 2021 года в журнале The Cryosphere Европейского союза наук о Земле.

«Потепление вдоль Антарктического полуострова вызывает резкие изменения в таянии снега и льда, а также реакции экосистем, — отметила Алия Хан. — Мы наблюдаем, как эти цветения водорослей распространяются по обширным прибрежным территориям. Они могут быть настолько интенсивными и темными, что, подобно темной футболке в солнечный день, нагревают поверхность и вызывают большее таяние».

Исследователи изучили влияние красных и зеленых водорослей на альбедо (отражательную способность снега) и радиационный форсинг (поглощение энергии поверхностью). Это первая оценка радиационного форсинга от водорослей в регионе АП. Ученые провели наземные измерения спектрального альбедо на трех участках в январе 2018 года и смоделировали радиационный форсинг, используя многолетние данные по солнечной радиации со станции Палмер. Участки на островах Кинг-Джордж и Нельсон были выбраны из-за присутствия тюленей и птиц, чьи отходы обеспечивают водоросли питательными веществами.

По сравнению с чистым снегом, зеленые водоросли снижают альбедо на 40%, а красные — на 20%. Зеленые водоросли содержат больше хлорофилла и сильнее поглощают радиацию, поэтому их средний радиационный форсинг вдвое выше. В пик сезона (южное лето) прирост радиационного форсинга составляет около 26 Вт/м² для зеленых и 13 Вт/м² для красных водорослей. Эти значения сравнимы с эффектом от пыли на снегу в средних широтах, например, в Скалистых горах. В результате цветения водорослей на АП ежегодно тает дополнительно около 3700 м³ снега.

«Как и многие природные системы, изменение климата толкает вещи к новым крайностям с нежелательными последствиями, — сказал соавтор исследования Тед Скамбос. — Мы видим, что эти новые, более темные и распространенные цветения оказывают побочный эффект, ускоряя таяние — обратную связь, которая заставляет лед отступать немного быстрее».

Результаты показывают, что снежные водоросли играют значительную роль в таянии снега на АП, и этот фактор следует учитывать в будущих оценках расширения свободных ото льда территорий. Дальнейшие исследования будут сосредоточены на картировании распространения водорослей и климатических условиях, вызывающих наиболее интенсивное цветение.