Synteseundersøgelse viser, at fytoplankton kan blomstre under arktisk havis

Små fotosyntetiske havalger er en nøglekomponent i det arktiske marine økosystem, men deres rolle for økologien i det arktiske hav er blevet undervurderet i årtier. Det er konklusionen fra et hold af videnskabsmænd, der syntetiserede mere end et halvt århundredes forskning om hændelsen, størrelsen og sammensætningen af ​​fytoplanktonblomstring under arktisk havis. Resultaterne blev offentliggjort i et særnummer af Grænser i havvidenskab afsat til forskning i Arktis.

Planteplankton er frit svævende mikroskopiske organismer, hvoraf de fleste er encellede alger. Ligesom landplanter, de bruger fotosyntese til at omdanne lys til kemisk energi ved at forbruge kuldioxid (CO ₂ ) og næringsstoffer i vandet. Planteplankton er grundlaget for det marine fødenet og spiller en afgørende rolle i kulstofkredsløbet ved at absorbere CO ₂ fra atmosfæren.

Indtil for omkring et årti siden, de fleste videnskabsmænd antog, at fytoplankton forblev i en slags stase hele vinteren og foråret, indtil havis bryder op. Nu er der en voksende mængde af beviser, der tyder på under-is opblomstringer (UIB'er) af fytoplankton, som en pludselig forårsblomstring i en have, kan forekomme i miljøer med lavt lys under havisen.

"Der var en langvarig antagelse om, at det, der skete under havisen i vandsøjlen, næsten var 'på pause' under polarnatten og før sæsonbestemt havisens tilbagetog, hvilket tilsyneladende ikke er tilfældet, " sagde hovedforfatter Dr. Mathieu Ardyna, en postdoc Marie Sklodowska-Curie-stipendiat ved Stanford University.

Afsløringen betyder, at fytoplanktonproduktionen i nogle regioner af det arktiske hav kan være en størrelsesorden større end oprindeligt forudsagt. Det er vigtigt for klimamodellere, der ønsker at vide, hvor meget atmosfærisk kulstof, der absorberes af disse alger.

Få steder på Jorden forvandles så hurtigt som Arktis på grund af klimaændringer. I løbet af de sidste 30 år, Arktis er opvarmet med omtrent dobbelt så høj hastighed som det globale gennemsnit. Et af de mest synlige tegn på denne ændring har været i tilbagegangen af ​​havisen, der flyder på havoverfladen, med dette års isdække, der krymper til det næstlaveste niveau nogensinde.

Det er ingen overraskelse, at det tyndere isdække har aktiveret fytoplankton, som kræver lys til fotosyntese, at blomstre. Hvad der var overraskende for Ardyna og hans kolleger er, at fænomenet UIB'er opstod længe før klimaændringerne påvirkede arktiske havis.

"At grave forskning op, der fandt sted fra 50'erne og tidligere, viser, at blomstrer, omend ikke særlig stor, fandt sted under tyk is i det centrale Arktis, " forklarede han. "Jeg tror, ​​at dette faktum overraskede mange af os, som modeller havde foreslået, var dette ikke tilfældet."

De historiske observationer omfattede et par studier under det internationale geofysiske år, en global kampagne, der indvarslede den moderne videnskabelige æra. Forfatterne bemærkede, "Slutresultatet af dette arbejde var intet mindre end et utroligt første glimt af UIB'er, der fandt sted i det centrale Arktis."

Artiklen fortsætter med at beskrive variabiliteten blandt UIB-begivenheder på tværs af det arktiske hav med hensyn til forekomst, størrelse, og endda typen af ​​tilstedeværende organismer. Nogle af disse resultater er baseret på videnskabelige programmer og ekspeditioner dedikeret til at studere UIB'er specifikt. I mange tilfælde, observationer var baseret på autonome flydere, robotsvævefly og endda fjernbetjente køretøjer, der kan svømme under havisen.

Ardyna sagde, at yderligere observationer til at fodre nye computermodeller vil være nøglen til mere præcist at forudsige, hvordan den arktiske kulstofcyklus vil ændre sig i fremtiden.

"Så mange spørgsmål er stadig ubesvarede om denne kritiske periode i foråret, for mange arktiske arter, for deres mad eller deres livscyklus, " sagde han. "I betragtning af Arktis' afsides beliggenhed, en måde vil helt sikkert være at udvikle flere og bedre autonome platforme for at give os værdifuld information."