Фитопланктон — крошечные растительные организмы, основа морской пищевой цепи, — обычно поедается или медленно опускается на морское дно, унося с собой углерод. В большинстве районов океана этот спуск из освещенных солнцем поверхностных слоев занимает недели. Однако в Чукотском море ученые обнаружили, что схождение течений проталкивает фитопланктон из-подо льда на дно в четыре раза быстрее обычного. Данную информацию сообщает портал Phys.org.
Два новых исследования, проведенных под руководством биологического океанографа Стэнфорда Кевина Арриго, детально описывают этот необычный процесс. Оказалось, что цветение фитопланктона под толстым морским льдом может быть в 10 раз плотнее, чем в открытой воде. Измерения, собранные летом 2023 года, показали, что солнечного света, проникающего через трещины во льду, достаточно для фотосинтеза.
«Мы наблюдаем огромные популяции фитопланктона под значительным морским льдом, — говорит аспирантка Клодетт Проктор, ведущий автор одной из статей, опубликованных 23 сентября в Journal of Geophysical Research: Oceans. — Они растут в среде, которую мы ранее считали негостеприимной». В 2011 году Арриго и его коллеги впервые обнаружили цветение фитопланктона под арктическим льдом, который истончился и потрескался за последние десятилетия.
В 2023 году команда вернулась в Чукотское море, чтобы изучить плотность цветения и судьбу организмов после их гибели. Исследователи брали пробы морской воды для измерения питательных веществ, углерода и хлорофилла, а также устанавливали плавучие ловушки для осадка. Подо льдом толщиной до 2 метров они наблюдали одно из самых плотных цветений фитопланктона, когда-либо зарегистрированных. Эти подледные цветения были в 10 раз более концентрированными, чем в открытой воде месяц спустя.
На большей части моря фитопланктон опускался со скоростью около полуметра в день. Но в некоторых местах быстрые воды сталкивались с теплыми встречными течениями, и это столкновение отправляло планктон вниз в четыре раза быстрее. «Эта холодная соленая водная масса ныряет, а более теплая и пресная поднимается наверх», — объясняет аспирант Джеймс Лауэр, ведущий автор второй статьи.
Новые данные помогают объяснить, почему на дне Арктики обитают неожиданно большие популяции моллюсков и офиур, а также питающихся ими моржей и китов. Быстрое погружение фитопланктона доставляет пищу донным организмам. Однако цветение, пик которого приходится на раннее лето, может исчезнуть к приходу сезонных хищников. По мере потепления Арктики, которое идет в четыре раза быстрее глобального, донные организмы могут стать более успешными, а пелагические — остаться без пищи.
Исследователи также задаются вопросом, как быстрое потепление повлияет на способность фитопланктона поглощать углерод из атмосферы. Результаты указывают на общее увеличение углерода, поглощаемого фитопланктоном и в конечном итоге откладываемого в осадках. Фронты, создаваемые ветрами, речными стоками или течениями, встречаются по всему океану и могут играть важную роль в переносе углерода на морское дно. «Мы должны учитывать эту относительно мелкомасштабную физику, когда думаем о глобальном углеродном цикле», — заключает Лауэр.