Topiące się lody zduszą życie w oceanie? Naukowcy ustalili, jak wpływają na najważniejszy element łańcucha pokarmowego
Topnienie lodów Arktyki sprawi, że stanowiący podstawę morskiego życia plankton będzie rozwijał się słabiej. Badacze sprawdzili, jak Ocean Arktyczny reagował na zmiany klimatyczne w przeszłości.
Pokryty lodem obszar najzimniejszego oceanu świata stale się kurczy. Naukowcy spodziewali się, że da to szansę na rozwój potrzebujących światła morskich glonów, wychwytujących dwutlenek węgla i stanowiących pożywienie dla ryb i innych zwierząt. To miała być niewielka, jasna strona procesów ocieplania.
Najnowsze badania Uniwersytetu Princeton pokazują, że rzeczywistość może wyglądać zupełnie inaczej, a glony wcale nie będą miały dobrych warunków do rozwoju.
Za głęboko dla glonów
- Jest pewien haczyk - mówi prof. Julie Granger z Uniwersytetu Connecticut, współautorka opublikowanego w magazynie "Nature Geoscience" badania dodając: - Plankton potrzebuje również składników odżywczych, aby rosnąć, a składniki odżywcze występują obficie tylko na większych głębokościach, tuż poza zasięgiem planktonu.
To, czy plankton może pozyskać te składniki odżywcze, zależy od tego, jak ściśle górny ocean jest "rozwarstwiony" lub podzielony na warstwy. Górne 200 metrów oceanu składa się z wyraźnych warstw wody o różnej gęstości, określanej przez ich temperaturę i zasolenie.
- Kiedy górna część oceanu jest silnie uwarstwiona, z bardzo lekką wodą unoszącą się nad warstwą gęstszej, dostarczanie składników odżywczych do nasłonecznionej powierzchni jest powolne - twierdzi kierujący badaniem Jesse Farmer z Uniwersytetu Princeton.
Najważniejszym składnikiem odżywczym jest azot. Naukowcy sprawdzili, jak jego zawartość w wodzie zmieniała się w przyszłości badając skamieniały plankton sprzed dziesiątków tysięcy lat.
Warstwy azotowe
Wykorzystując próbki osadów z zachodniego i środkowego Oceanu Arktycznego, naukowcy zmierzyli skład izotopowy azotu organicznego uwięzionego w wapiennych skamielinach otwornic, czyli planktonu, który rósł w wodach powierzchniowych, a następnie obumarł i opadł na dno morskie. Ich pomiary pokazują, w jaki sposób proporcje azotu pochodzącego z Atlantyku i Pacyfiku zmieniały się w czasie.
Ocean Arktyczny to miejsce spotkania dwóch wielkich oceanów: Pacyfiku i Atlantyku. W zachodniej Arktyce wody Oceanu Spokojnego płyną na północ przez płytką Cieśninę Beringa, która oddziela Alaskę od Syberii. Stosunkowo słodka woda z Pacyfiku napotyka tam bardziej słone wody z Atlantyku. W rezultacie górny słup wody zachodniej Arktyki jest zdominowany przez azot z Pacyfiku i jest silnie rozwarstwiony.
Jednak nie zawsze tak było. - Podczas ostatniej epoki lodowcowej, kiedy wzrost pokrywy lodowej obniżył globalny poziom morza, Cieśnina Beringa nie istniała - powiedział prof. Daniel Sigman z Princeton. W tym czasie Cieśninę Beringa zastąpił most lądowy łączący Azję z Ameryką Północną. Bez Cieśniny Beringa, w Arktyce znajdowała się jedynie woda pochodząca z Atlantyku.
Kiedy epoka lodowcowa zakończyła się 11 500 lat temu, poziom morza podniósł się. Dane pokazują w tym czasie na nagłe pojawienie się azotu z Pacyfiku w basenie zachodniej Arktyki.
Analizując dane, Farmer ustalił też, że przed otwarciem Cieśniny Beringa Arktyka nie była tak silnie rozwarstwiona, jak dzisiaj. Dopiero po jej otwarciu uległa silnemu rozwarstwieniu, co doprowadziło do zmniejszenia ilości planktonu w wodach powierzchniowych.
Rozwarstwienie wód Arktyki osiągnęło szczyt między około 10 tys., a 6 tys. lat temu, w najcieplejszym okresie zwanym "maksimum termicznym holocenu". Od tego czasu stratyfikacja w środkowej Arktyce osłabła, umożliwiając dopływ azotu z głębin do wód powierzchniowych, wspomagając rozwój planktonu.
Ocieplenie w Arktyce
Globalne ocieplenie szybko przywraca Arktyce klimat zbliżony do holoceńskiego maksimum termicznego. Ocieplenie wzmocni rozwarstwienie w środkowej Arktyce i prawdopodobnie ograniczy produktywność planktonu - podsumowują swoje badania naukowcy.
- Wzrost produktywności basenu arktycznego byłby postrzegany jako korzyść, na przykład poprzez zwiększenie połowów ryb, ale biorąc pod uwagę nasze dane, taki wzrost produktywności wydaje się mało prawdopodobny - powiedział Farmer.
Obszar Oceanu Arktycznego pokryty lodem stale się kurczy. Dziś jest o połowę mniejszy, niż pod koniec lat 70.
