Исследователи из Орхусского университета установили новый мировой рекорд: маленькие ледяные водоросли на нижней стороне арктического морского льда живут и растут при уровне освещенности, соответствующем лишь 0,02% света на поверхности льда. Водоросли являются основным компонентом арктической пищевой сети и производят пищу в течение года гораздо раньше, чем считалось ранее.
Всю зиму в Арктике кромешная тьма. И даже когда на небе появляется весеннее солнце, плотный слой льда и снега пропускает в море лишь мизерное количество света.
Но на нижней стороне морского льда микроскопические водоросли приспособились к очень экстремальным условиям, царящим здесь. Среди них диатомовые водоросли, которые обитают на нижней стороне льда и в небольших каналах во льду - так называемых соляных каналах, где более соленая вода вытекает изо льда в море.
Здесь, в этой экстремальной среде, где температура ниже точки замерзания, а соленость выше, чем в морской воде, и где большую часть года проникновение света чрезвычайно мало, встречаются ледяные водоросли.
Мощные солнечные панели
Всем водорослям для жизни нужен свет, и долгое время оставалось загадкой, почему водоросли обитают в среде обитания, почти лишенной света в течение долгих периодов года.
Исследователи из Орхусского университета отправились на исследовательскую станцию Виллум в северо-восточном углу Гренландии, чтобы изучить условия жизни водорослей. Результаты исследований только что были опубликованы в Журнале геофизических исследований.
Мы работали на морском льду в апреле-мае, где был метр морского льда и метр снега поверх льда. С помощью специальных буровиков для льда мы просверлили отверстия во льду, чтобы измерить количество ледяных водорослей на нижней стороне льда и собрать образцы», - объясняет Ларс Хрестен Лунд-Хансен, Центр арктических исследований Орхусского университета, который отвечал за исследования..
Поскольку первичные производители составляют основу пищевой сети, ледяные водоросли необходимы для уязвимой арктической морской экосистемы. Особенно ранней весной, когда планктонные водоросли в море еще не активны.
Новая запись
Наши измерения показали, что рост ледяных водорослей начинался при интенсивности света ниже 0,17 мкмоль фотонов м-2 с-1. Это соответствует менее 0,02% количества света, достигающего поверхности снег в солнечный день», - говорит Каспер Ханке, в настоящее время работающий в Норвежском институте водных исследований (NIVA) в Осло, который отвечал за полевые работы.
Это самый низкий уровень освещенности, при котором наблюдается активный фотосинтез и рост ледяных водорослей.
Общее мнение состоит в том, что ледяные водоросли не получают достаточного света для роста, когда они покрыты слоем снега и льда толщиной более 30-50 см. Новые измерения полностью меняют эту точку зрения и показывают, что ледяные водоросли могут играть важную роль весной в Арктике гораздо раньше, чем предполагалось до сих пор..
В течение мая глубина снежного покрова на поверхности морского льда существенно не изменилась, а лишь уменьшилась со 110 до 91 см. Однако, когда снег стал теплее, его оптические условия изменились, и больше света достигло нижней стороны морского льда, что способствовало росту ледяных водорослей.
"Температура в Арктике повышается. Когда снег на поверхности льда становится теплее, водоросли, живущие на нижней стороне льда, получают больше света. Это может значительно повлиять на рост водорослей и степень "Весеннее цветение". Это новое знание необходимо учитывать в загадке того, как Арктика отреагирует на потепление", - говорит Ларс Хрестен Лунд-Хансен.