Антарктика практически определяется льдом: что происходит, когда он тает?
Интенсивное таяние, наблюдаемое в Антарктиде в сезоне 2001-2002 годов, привело к изменениям, варьирующимся от ускорения микробных пищевых цепей до сдвигов в популяциях пингвинов. Специальный раздел октябрьского выпуска журнала BioScience посвящён изучению воздействия этого события на две совершенно разные экосистемы континента.
Пересечение двух климатических циклов — Южной кольцевой моды и Эль-Ниньо — привело к необычно тёплому и ветреному весеннему сезону по всей Антарктиде в 2001-2002 гг., вызвав таяние ледников, истончение многолетнего озёрного льда и изменения площади морского льда. Для исследователей, готовых зафиксировать это событие, данный природный эксперимент позволил заглянуть в экологическое будущее самого удалённого континента.
Долгосрочные экологические исследования (Long Term Ecological Research, LTER) на станции Палмер (с 1990 г.) и в Сухих долинах Мак-Мердо (с 1992 г.), финансируемые Национальным научным фондом США (NSF), изучают влияние изменений морского льда на морскую экологию и экологию ледяных пустынь соответственно.
«Эти две полярные экосистемы дают представление о том, как разнообразные экосистемы по всему миру будут реагировать на изменение климата», — отмечает Хью Даклоу, эколог из Колумбийского университета, руководитель проекта LTER на Палмере.
Изменения морского льда эхом отзываются по пищевой цепи
На Западно-Антарктическом полуострове атмосферные условия 2001-2002 гг. привели к образованию более толстого припайного льда. Его таяние высвободило в верхний слой океана большое количество пресной воды и ледовых водорослей, что поддержало мощное весеннее цветение фитопланктона и всплеск численности антарктического криля — ключевого звена пищевой цепи.
Те же атмосферные паттерны принесли в прибрежный регион больше снега и более раннее таяние снежного покрова, что затопило гнёзда рано вылупляющихся пингвинов Адели и дало преимущество поздно гнездящимся видам — папуанским и антарктическим пингвинам.
Увлажнение Сухих долин
В Сухих долинах Мак-Мердо внезапный фён быстро растопил горные ледники, послав импульс воды через иссушенный ландшафт. Это повысило уровень озёр, размыло русла ручьёв и обнажило отложения пыли в ледниках. Характерный толстый слой озёрного льда (обычно 4-6 метров) также быстро истончился, позволив большему, чем обычно, количеству солнечного света достичь планктонных сообществ подо льдом.
Одновременно поступление растворённого органического углерода из вновь активных ручьёв стимулировало бактериальную продуктивность в глубине озёр. Данные геномики позволяют предположить, что конкуренция за эти два разных источника углерода может привести к долгосрочным изменениям в структуре микробных сообществ озёр.
Сегодняшняя аномалия — завтрашняя норма?
На станции Палмер физические последствия климатической аномалии 2001-2002 гг. оказались временными. В Мак-Мердо же один сезон потепления положил начало почти десятилетию повышения уровня озёр. Лёд играет ключевую роль в реакции обеих систем на изменения окружающей среды. Долгосрочные экологические исследования позволяют учёным использовать сегодняшние кратковременные климатические отклонения, чтобы понять, как экосистемы могут отреагировать, когда необычное станет типичным.