Nedgang i arktisk havis driver havets fytoplankton længere mod nord

Fytoplanktonblomstrer, der danner grundlaget for det marine fødevæv, ekspanderer nordpå til isfrit vand, hvor de aldrig er set før, ifølge ny forskning.

En ny undersøgelse baseret på satellitbilleder af havfarve afslører fytoplanktonforårsopblomstringer i det arktiske hav, som tidligere ikke eksisterede, ekspanderer mod nord med en hastighed på 1 breddegrad pr. årti. Selvom det blomstrer, eller store eksplosioner af planteplankton, ikke tidligere har fundet sted i dette område, fytoplankton var til stede i Arktis centrale bassin ved lav biomasse. Undersøgelsen fandt også den primære produktivitet af fytoplanktonet, eller den hastighed, hvormed planteplankton omdanner sollys til kemisk energi, stiger i løbet af forårsblomstringen.

Faldet i arktisk havis gennem de sidste årtier har gjort plads til områder med åbent vand, hvor planteplankton kan trives, driver deres ekspansion mod nord, ifølge undersøgelsens forfattere. Forskerne er usikre på, hvilken effekt denne ekspansion vil have på fødevarenettet, men resultaterne tyder på, at nedgangen i isdækket påvirker marine økosystemer på uforudsete måder.

Hvis havis fortsætter med at falde, det kan drive fytoplankton forårets blomstring længere mod nord og øge den primære produktivitet endnu mere. Disse ændringer kan påvirke skæbnen for det arktiske hav som kulstofkilde eller kulstofdræn, ifølge undersøgelsen.

"Hvis ispakken helt forsvinder om sommeren, vil der være konsekvenser for fytoplanktonforårsopblomstringen, "sagde Sophie Renaut, en ph.d. studerende ved Laval University i Quebec City, Canada, og hovedforfatter af det nye studie i Geofysiske forskningsbreve , et tidsskrift for American Geophysical Union. "Vi kan ikke ligefrem forudsige, hvordan det vil udvikle sig, men vi er ret sikre på, at der vil få drastiske konsekvenser for hele økosystemet."

Fytoplankton i økosystemet

Planteplankton er mikroskopiske organismer, der lever i vand, forbruge kuldioxid og frigive ilt gennem fotosyntese. I denne proces, de omdanner sollys til kemisk energi. Fytoplankton danner grundlaget for det marine fødevæv, indirekte fodring af alt fra små fisk til multi-ton hvaler.

Fytoplanktonvækst afhænger af tilgængeligheden af ​​kuldioxid, sollys, næringsstoffer, vandtemperatur og saltholdighed, vanddybde og græssende dyr, ifølge NASA Earth Observatory. Når forholdene er ideelle, fytoplankton befolkningstilvækst kan eksplodere, eller blomstre. Mens et flor kan vare flere uger, levetiden for et individuelt planteplankton er sjældent mere end et par dage.

Planteplankton i Arktiske Ocean blomstrer typisk hvert forår. I fortiden, fytoplanktonblomstrer har stort set været fraværende fra de højeste arktiske breddegrader, fordi disse områder normalt er dækket af havis. I de seneste årtier er havis faldet, brydes op tidligere på foråret eller slet ikke dannes i nogle områder af Arktis.

I den nye undersøgelse, Renaut og hendes kolleger ønskede at se, om de seneste havisfald har haft nogen effekt på forårets planteplanktonopblomstring. De brugte satellitobservationer af havfarve - som giver estimater af fytoplanktonbiomasse og primær produktivitet - til at spore ændringer i blomstringerne hvert forår fra 2003 til 2013.

De fandt ud af, at forårsblomsterne udvider sig længere mod nord og øges i primær produktivitet. I foråret og sommermånederne, netto primær produktivitet i det arktiske hav steg med 31 procent mellem 2003 og 2013, ifølge undersøgelsen. Forskerne fandt også, at disse blomstrer i Barents- og Karahavet, nord for Rusland, ekspanderer mod nord med en hastighed på 1 breddegrad pr. årti.

Uventede virkninger af havisedgang

Havisens smeltning, der forekommer tidligere på sæsonen, skaber større åbne vandområder, der fungerer som inkubatorer for fytoplanktonvækst og forlænger deres vækstsæson, ifølge Renaut.

Forfatterne formoder, at forårsopblomstringer en dag kan strække sig ind i Arktis' centrale bassin, som omfatter næsten alt nord for 80 graders breddegrad. Primær produktivitet, selvom, vil sandsynligvis forblive lav på grund af mangel på næringsstoffer. Mindre isdække betyder, at forårsblomster og underisblomster også skal konkurrere om lys og næringsstoffer, og dermed ændre strømmen af ​​det marine økosystem. Resultaterne tyder på en stor ændring i denne region, som aldrig har været fri for isdække.

"Polarregionerne - Det sydlige Ocean og Ishavet - de er virkelig vigtige, fordi de spiller en afgørende rolle i reguleringen af ​​det globale klima, "Sagde Renaut." Hvis havis forsvinder helt om sommeren i Det Arktiske Ocean, hvilket er, hvad vi forventer om nogle årtier, det kommer til at have en indvirkning på økosystemet, men også sandsynligt på klimaet. "

Patricia Yager, professor i havvidenskab ved University of Georgia, der ikke var involveret i det nye studie, sagde, at den tidligere algeopblomstring, de observerede i nogle områder, kunne have betydelige konsekvenser, hvis dyr endnu ikke er klar til at græsse på fytoplanktonet.

"Et sådant uoverensstemmelse i tid kan forårsage store ændringer i det arktiske fødevarenet, påvirker ikke kun de lokale dyr og de mennesker, der bor der, men også den globale befolkning af vandrende dyr, der er afhængige af disse arktiske ressourcer, "Yager sagde." Hvad der sker i Arktis, forbliver ikke i Arktis. "

Cecile Rousseaux, forsker ved Universities Space Research Association, som ikke var involveret i den nye undersøgelse, sagde undersøgelsen fremskridt inden for dette område ved at undersøge individuelle områder i Arktis for fytoplanktonproduktivitet, og repræsenterer bevis på de virkninger, som reduceret isdækning har på den biokemiske cyklus i Ishavet. Imidlertid, Rousseaux bemærkede, at undersøgelsen har begrænsninger.

"Det er også vigtigt at huske, at vi i øjeblikket er begrænset af mængden af ​​data til rådighed for at studere disse ændringer, " sagde Rousseaux. "Længere tidsserier af satellitdata vil give os mulighed for at bekræfte, om disse tendenser i fytoplanktonproduktivitet fortsætter eller ej."