Открытие водорослей на острове Роберт может изменить представления о таянии антарктического льда
Алекс Томсон, эколог, специализирующийся на водорослях, из Шотландской ассоциации морских наук, планировал изучать прибрежные цветения микроводорослей во время своей поездки на остров Роберт в Антарктиде в 2023 году. Но по прибытии он и его коллеги сделали открытие, которое изменило их миссию.
Учёные уже давно знают, что лёд в Арктике кишит микроскопическими водорослями. Но, за исключением нескольких разрозненных наблюдений, никто не знал, распространены ли такие цветения на ледяных шапках Антарктиды (ледяная шапка — это тип слегка выпуклого ледника, растекающегося во все стороны). Томсон и его коллеги решили собрать несколько образцов с ледяной шапки острова Роберт, пока они там находятся.
Разнообразие видов и неожиданные открытия
Исследователи обнаружили разнообразие видов Ancylonema — пурпурных конических водорослей, способных образовывать цепочки.
Когда они рассмотрели образцы под микроскопом, стало ясно, что лёд является оживлённым центром активности водорослей. «Когда мы начали раскрывать это во время полевого сезона, мы переориентировали наши усилия и серьёзнее отнеслись к тому, что происходило на ледяной шапке», — сказал Томсон.
В исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications, учёные показали масштабы и разнообразие обнаруженных ими водорослей, обитающих во льдах. Их выводы предупреждают, что водоросли, чьи пигменты поглощают тепло от Солнца, могут ускорять таяние антарктического льда с большей скоростью, чем считалось ранее.
«Это первая статья, в которой количественно оценивается этот процесс в Антарктиде», — сказал Александр Анесио, эксперт по арктическим водорослям из Орхусского университета в Дании, который не участвовал в новом исследовании.
Учёные взяли образцы в 198 точках и изучили спутниковые снимки WorldView-2 за февраль 2023 года, которые показали затемнённые участки льда, указывающие на цветение водорослей. На основании их исследований и спутниковых снимков учёные подсчитали, что цветение водорослей покрыло около 20% поверхности ледяной шапки.
Недавно обнаруженные водорослевые сообщества могут представлять собой одно из крупнейших фотосинтетических местообитаний в Антарктиде. Ранее исследователи предполагали, что вся обнаруживаемая фотосинтетическая жизнь в Антарктиде занимает примерно 44 квадратных километра. Одно лишь цветение водорослей на ледяной шапке острова Роберт было эквивалентно примерно 6% этой площади.
Тёмные пигменты ускоряют таяние льда в Антарктиде
Томсон был в восторге от разнообразия водорослей, но отметил, что это открытие может иметь тревожные последствия.
Когда исследователь из команды использовал переносное устройство, которое, по словам Томсона, «немного похоже на аппарат из “Охотников за привидениями”», чтобы измерить, сколько света отражается от поверхности льда, они обнаружили, что участки льда, содержащие водоросли, отражают значительно меньше света, чем участки без водорослей. Пурпурный пигмент в Ancylonema, который он использует в качестве солнцезащитного средства для защиты от ультрафиолетового излучения, поглощает больше энергии и нагревает окружающий лёд.
С помощью моделирования они выяснили, что водоросли могут способствовать примерно 2% общего ежедневного таяния на ледяной шапке. Хотя эта цифра не так высока, как в Гренландии, где плотные цветения могут увеличивать скорость таяния поверхности льда на 13%, учёные обеспокоены тем, что более высокие температуры могут позволить большему количеству водорослей расти, что приведёт к большему поглощению тепла ледяными шапками. «В будущем эти 2% будут больше похожи на ситуацию в Гренландии», — сказал Анесио.
В настоящее время климатические модели не учитывают вклад микроорганизмов в таяние. По мнению Анесио и Томсона, подобные исследования подчёркивают, почему это необходимо изменить. «Это исследование даёт представление о том, что может произойти в Антарктиде, если начнутся тёплые лета», — сказал Анесио.