Исследование показывает, что водоросли процветают под морским льдом Гренландии

Микроскопические морские растения активно развиваются подо льдом, покрывающим Гренландское море, согласно новому исследованию в Journal of Geophysical Research: Oceans. Эти фитопланктонные организмы производят энергию, которая питает океанические экосистемы. Исследование показало, что половина этой энергии производится под морским льдом в конце зимы и начале весны, а другая половина — у кромки льда весной.

Для этого открытия ученые впервые применили новую технологию и методы. Около 4000 океанографических приборов, называемых поплавками Argo, в настоящее время дрейфуют в мировом океане, перемещаясь между глубиной и поверхностью и собирая важные данные, такие как температура и соленость воды. Это исследование использовало одни из первых поплавков, способных работать в ледовых условиях и измерять биогеохимические свойства, такие как концентрация питательных веществ и биомасса фитопланктона. В течение четырех лет поплавки непрерывно отбирали пробы в сложных условиях вокруг и подо льдом Гренландского моря, предоставив беспрецедентный взгляд на ранее недоступный регион.

"Эти поплавки дали нам возможность собирать данные в течение всего годового цикла и на протяжении нескольких лет, что крайне важно для понимания этого меняющегося региона", — сказала Пати Матрай, старший научный сотрудник лаборатории Бигелоу и соавтор исследования. "Теперь у нас есть невероятный набор наблюдательных данных, и мы можем увидеть полную картину сообщества фитопланктона в течение сезонов".

Этот новый подход представляет собой прорыв в изучении Гренландского моря, исторически труднодоступного. Обширный морской лед и длительная полярная ночь мешают как судам, так и спутникам зафиксировать огромный объем биологической активности подо льдом. Отбор проб с помощью поплавков дал исследователям доступ к этой скрытой экосистеме. Собранные данные показали, что с приходом света на эти северные широты половина продукции энергии происходит под морским льдом, а другая половина — у кромки льда. Летом сообщества фитопланктона перемещаются глубже в толщу воды для доступа к питательным веществам — в другое место, невидимое для спутников, но доступное для поплавков. Эти результаты позволяют предположить, что предыдущие исследования могли значительно недооценивать количество и продуктивность фитопланктона в этом регионе.

"К тому времени, когда лед отступает и вода становится доступной для лодок и спутников, половина годовой продукции уже произошла", — отметил Нико Майо, постдокторант лаборатории Бигелоу и первый автор статьи. "Если вы смотрите только на эти данные, у вас есть только половина истории. Данные с этих поплавков дают нам полную историю — от зимы до лета и от поверхности до глубины океана".

Гренландское море является важной переходной зоной между Северной Атлантикой и Северным Ледовитым океаном, на которые глубоко влияют глобальные изменения климата. То, как оно функционирует и меняется, может иметь важные последствия для эволюции пищевых сетей в этих водах. Точная картина сообщества фитопланктона в этом важном регионе открывает двери для дальнейших исследований, и ученые сделали данные проекта доступными для мирового научного сообщества. Исследователи ожидают, что подледные поплавки станут ключевым компонентом арктических наблюдений и считают, что объединение этих данных со спутниковыми измерениями может сделать их еще более ценными.

"Теперь мы можем задать целый набор новых вопросов, например, одинаков ли этот паттерн в других частях Северного Ледовитого океана", — сказал Майо. "Понимание того, как производится энергия в этих быстро меняющихся средах, позволит нам прогнозировать будущее и планировать его".