Mikrober på iskapper producerer bioreaktivt kulstof, der eksporteres til nedstrøms økosystemer

Gletsjere og iskapper er for nylig blevet betragtet som væsentlige kilder til organisk kulstof og leverer næringsstoffer til nedstrøms marine økosystemer.

Imidlertid, den nøjagtige oprindelse og bioreaktivitet af det opløste organiske kulstof fra gletsjeroverflader er ikke fuldt ud forstået.

Et hold fra Bristol Glaciology Centre - baseret på University of Bristol - har fundet ud af, at mikrobiel aktivitet på overfladen af ​​den grønlandske indlandsis er ansvarlig for en væsentlig del af bioreaktivt kulstof, som igen har potentialet til at stimulere andre mikrober, der lever i nedstrøms økosystemer. Deres resultater rapporteres i dag i Natur Geovidenskab .

Grønlands indlandsis er den næststørste is på Jorden, efter den antarktiske iskappe, og kan årligt levere omkring 400 km3 vand til havene.

Det er vigtigt at kende den kemiske sammensætning af denne afstrømning, da den kan påvirke produktiviteten af ​​kystvand omkring Grønland. Nylige undersøgelser har fundet ud af, at glacial afstrømning er en væsentlig kilde til højt biotilgængelige næringsstoffer til nedstrøms økosystemer.

Oprindelsen og arten af ​​det glaciale opløste organiske stof er stadig genstand for debat.

Indtil nu, der er udført meget få undersøgelser af oprindelsen og bioreaktiviteten af ​​det organiske stof, der eksporteres fra den grønlandske indlandsis, selvom afstrømningen af ​​indlandsisen er steget markant de seneste 25 år.

I denne avis, stammer fra en ph.d.-afhandling udført ved University of Bristol, Dr. Michaela Musilova og kolleger fra School of Geographical Sciences præsenterer samtidige målinger af mikrobiel aktivitet og opløst organisk kulstofsammensætning fra forskellige overfladehabitater på Grønlands indlandsis.

De fandt ud af, at mikrobiel fotosyntese på isoverflader var stor og sammenlignelig med fotosyntese i varmere søer.

Fordi mængden af ​​mikrobiel respiration var lavere end fotosyntese, de beregnede, at en betydelig del af den CO2, der bruges til fotosyntese, ophobes på isen som organisk kulstof.

I smeltesæsonen, en del af dette organiske kulstof frigives derefter i strømmene som bioreaktivt opløst organisk kulstof. Deres målinger af mikrobiel fotosyntese var signifikant korreleret med koncentrationen af ​​bioreaktive opløste organiske arter.

Yderligere, de fastslog, at frit tilgængelige organiske forbindelser (såsom simple kulhydrater) udgjorde 62 procent af det opløste organiske kulstof, der blev eksporteret fra gletsjerens overflade gennem vandløb. De konkluderer derfor, at mikrobielle samfund er den primære drivkraft for bioreaktivt opløst organisk kulstofproduktion og genanvendelse på gletsjeroverflader, og at gletsjerens opløste organiske kulstofeksport er afhængig af aktive mikrobielle processer i smeltesæsonen.

Professor Alexandre Anesio fra Bristol Glaciology Centre, sagde:"Denne undersøgelse giver stærke beviser for, at fotosyntetiske mikrober ved overfladen af ​​isen producerer store mængder kulstof af god kvalitet, der frigives i afstrømningen i løbet af sommeren.

"Dette bioreaktive kulstof har potentialet til at blive udnyttet af bakterier i nedstrøms miljøer, hvilket igen kan øge omsætningen af ​​næringsstoffer og produktiviteten i nedstrøms økosystemer.

"I et par år nu, vi har vidst, at visse typer alger kan vokse godt på isoverflader, og denne undersøgelse tager os et skridt videre for at demonstrere, at dette aktive ismikrobielle samfund også kan ændre den kemiske sammensætning af isen og vandet, der forlader den grønlandske indlandsis."

Professor Martyn Tranter, også fra Bristol Glaciology Centre, sagde:"I betragtning af overfloden og udbredelsen af ​​alger i visse områder af indlandsisen, vi har antaget, at de ville have en stærk indflydelse på leveringen af ​​bioreaktivt kulstof fra isen.

Vi demonstrerer nu gennem Black and Bloom-projektet, at disse alger også kan påvirke isens mørkning, som genererer yderligere smeltning i løbet af sommeren."

Professor Anesio tilføjede:"Dette viser, at gletsjere og iskapper bør betragtes som et af jordens biomer, fordi de er et klart eksempel på økosystemer i stor skala, der har specifikke livsformer, der kan ændre det fysiske og kemiske miljø, de lever i. ."