Микроскопические морские растения процветают подо льдом, покрывающим Гренландское море, согласно новому исследованию, опубликованному в Журнале геофизических исследований: океаны. Этот фитопланктон создает энергию, питающую океанские экосистемы, и исследование показало, что половина этой энергии вырабатывается под морским льдом в конце зимы и ранней весной, а другая половина - весной на кромке льда..
Исследователи разработали новые технологии и методы, чтобы сделать это открытие. Около 4000 океанографических инструментов, называемых поплавками Арго, в настоящее время качаются вокруг мирового океана, перемещаясь между глубоким морем и поверхностью, выполняя важные измерения, такие как температура и соленость воды. В этом исследовании использовались одни из первых поплавков, оборудованных для навигации в ледяных водах и измерения биогеохимических свойств, таких как концентрация питательных веществ и биомасса фитопланктона. Поплавки брали пробы в сложных условиях вокруг и подо льдом Гренландского моря непрерывно в течение четырех лет, что дало исследователям беспрецедентный и бесценный взгляд на этот ранее непроницаемый регион.
«Эти поплавки дали нам возможность собирать данные в течение годового цикла и за несколько лет, что имеет решающее значение для понимания этого меняющегося региона», - сказала Пэти Матрай, старший научный сотрудник лаборатории Бигелоу и автор исследования. «Теперь у нас есть невероятный набор данных наблюдений, и мы можем увидеть полную картину сообщества фитопланктона в разные времена года."
Этот новый подход представляет собой прорыв в изучении Гренландского моря, которое исторически было трудным. Обширный морской лед и долгая полярная ночь не позволяют ни кораблям, ни спутникам зафиксировать огромное количество биологической активности подо льдом.
Отбор проб с помощью поплавков дал исследователям доступ к этой скрытой экосистеме. Собранные ими данные показали, что, как только свет достигает этих северных широт, половина производства энергии происходит под морским льдом, а другая половина - на кромке льда. Летом сообщества фитопланктона перемещаются глубже в воду, чтобы получить доступ к питательным веществам - еще одно место, которое нельзя увидеть со спутников, но можно взять пробы с помощью поплавков. Эти результаты позволяют предположить, что предыдущие исследования могли значительно недооценивать количество и продуктивность фитопланктона в этом регионе.
«К тому времени, когда лед отступит и вода станет доступной для лодок и спутников, половина годовой добычи уже будет произведена», - сказал Нико Майот, научный сотрудник лаборатории Бигелоу и первый автор статьи.«Если вы посмотрите только на эти данные, у вас будет только половина истории. Эти данные с поплавков дают нам полную картину, от зимы до лета и от поверхности до глубин океана».
Гренландское море является важной переходной зоной между Северной Атлантикой и Северным Ледовитым океаном, на оба из которых сильно влияет глобальное изменение климата. То, как он функционирует и изменяется, может иметь важные последствия для эволюции пищевых сетей в этих водах.
Точная картина сообщества фитопланктона в этом важном регионе открывает двери для дальнейшего изучения, и исследователи сделали данные проекта доступными для мирового научного сообщества. Исследователи ожидают, что подледные буи станут ключевым компонентом арктических наблюдений, и считают, что объединение этих данных со спутниковыми измерениями может сделать их еще более эффективными.
«Теперь мы можем задать целый ряд новых вопросов, например, такая же картина наблюдается в других местах Северного Ледовитого океана», - сказал Майо.«Понимание того, как производится энергия в этих быстро меняющихся условиях, позволит нам предвидеть и планировать будущее».