Mikroskopisch kleine Pflanzen gedeihen überraschend unter dem arktischen Eis

Das scheinbar öde Eis der Arktis bietet Platz für große helle grüne Blüten mikroskopische pflanzenähnliche Organismen, darunter — alle versteckten von Satelliten – darauf hindeutet, dass der Arktische Ozean weit produktiver als bisher angenommen ist, Wissenschaftler finden.

Es bleibt unklar, ob solche Fruchtbarkeit haben könnten unerwartete Nachteile für das Leben in der Arktis, sagten die Forscher.

Die einzelnen-celled Organismen in Frage sind bekannt als Phytoplankton, die das grüne Pigment Chlorophyll besitzen, genau wie Pflanzen, hilft ihnen von Sonnenlicht Leben. Sie sind entscheidend für Leben in den Meeren als die grundlegende Nahrungsquelle für viele Meerestiere. In der Tat, sie sind der Schlüssel zum Leben auf der Erde — auf sie entfallen etwa die Hälfte der gesamten Sauerstoff produziert von allen pflanzlichen Lebens.

Phytoplankton Blüten sprießen in der Arktis im Sommer, wenn die Sonne ständig über dem Horizont steht. Wissenschaftler haben weitgehend davon ausgegangen, dass das Wachstum und die Menge des Phytoplanktons war vernachlässigbar im Wasser unter dem Eis, obwohl es Hinweise von Phytoplankton blüht unter dem Eis in der Barentssee und Beaufort Meer und der kanadischen Arktis-Archipel.

"Als jemand, der polar Meeresökosysteme für 25 Jahre studiert hat, ich hatte immer gedacht, dass die Idee der unter Eis Phytoplankton blüht Unsinn," sagte der Forscher Kevin Arrigo, eine biologische Ozeanograph an der Stanford University in Kalifornien. "Es ist einfach nicht genug Licht bekommen, durch das Eis in den Ozean für sie wachsen."

Wie sich herausstellt, Phytoplankton nicht nur gedeiht unter dicken Schichten aus Eis, sondern wächst in Zahlen etwa viermal so hoch unter dem Eis als im offenen Wasser.

"Die Idee, dass das Phytoplankton nicht nur unter 3 dicken Eis blühen kann, aber dass sie Nummern erreichen können, die ihre Open-Water-Kollegen in den Schatten zu stellen war eine große Überraschung", sagte Arrigo OurAmazingPlanet. "Es bedeutet, wir müssen überdenken viele unserer Ideen darüber, wie die arktischen Ozean Ökosysteme Funktion."

Phytoplankton-Überraschung

Arrigo und seine Kollegen waren in der Arktis auf der LANDSCHAFTSFORMEN Kreuzfahrt – LANDSCHAFTSFORMEN stehen für Auswirkungen der Klima auf Ökosysteme und die Chemie der Arktis Pacific Umwelt – zu studieren, wie Meeresbewohner auf jüngsten Rückgang des Meeresspiegels Eis reagierte.

"Die meisten Schwierigkeiten bei der Durchführung der Forschung im Zusammenhang mit waren zu heftig durch das Eis zu unserer Studiengebiete zu bringen," sagte Arrigo. "In einem Fall nahm es unser Eisbrecher USCGC Healy, mehr als acht Stunden zu drei Schiff Längen gehen. Wir waren umgeben von Meereis mehr als 15 Metern [4,5] Dick und ich dachte, wir würden nie raus." [Bilder: Eisbrecher in Aktion]

"Wie das Schiff aus dem Wasser in das Packeis, das Instrument, das uns sagt, wie viel Phytoplankton sind in das Wasser begann zu sehr hohe Stückzahlen zu fertigen bewegt", sagte Arrigo. "Ich dachte, das war seltsam, denn es nicht Phytoplankton unter dem Eis sein sollte. Ich hatte tatsächlich Angst, dass unser Instrument defekt war."

Sie entdeckten eine massive unter Eis-Blüte, die für mehr als 60 Meilen (100 Kilometer) in das Packeis auf dem Festlandsockel Tschuktschensee erweitert. Auf der Grundlage ihrer Erkenntnisse Produktivität in der Gegend, die sie studiert 10 Mal höher als die aktuellen Schätzungen der Produktivität es möglicherweise, die ausschließlich auf offenen Gewässern Messungen der arktischen Phytoplankton basieren.

"Unsere Ergebnisse zeigen deutlich, dass der Arktische Ozean ein viel mehr biologisch produktiven Ort, ist als wir bisher angenommen", sagte Arrigo.

Dünnes Eis, mehr Licht

Der Grund dafür, dass Phytoplankton kann gedeihen, unter dem Eis ist, weil das arktische Packeis in den letzten Jahrzehnten ausgedünnt hat mit Schmelzwasser Teiche an seiner Oberfläche rütteln. Als solche sagte "viel mehr Licht durch das Eis in den Ozean unten dringen kann," Arrigo. "Es ist nicht annähernd so dunkel wie früher."

Offenbar, Phytoplankton beginnt zu wachsen unter der Arktis Eis im späten Frühjahr, sobald es ausreichend Licht für die Photosynthese gibt. Nach ein paar Wochen das Eis verschwindet, und was übrig bleibt, ist ein Überrest Bevölkerung von Phytoplankton aus dieser früheren unter Eis-Blüte. Der Grund, dass relativ wenig Phytoplankton gilt später in offenen Gewässern ist, weil die meisten der verfügbaren Nährstoffe bereits durch ihre Brüder unter Eis verbraucht wurden. [6 Zeichen dieses Frühjahr entstanden]

"Einige haben behauptet, dass die Blüte konnte nicht unter dem Eis entwickelt haben –, dass es im Freiwasser begonnen haben und trieb unter dem Eis" Arrigo sagte. Jedoch zeigen"Angesichts der Strömungen und bekannte Eis Bewegung, wir, dass dies nicht möglich ist."

Obwohl man annehmen könnte, dass solche Produktivität für die Arktis gut sein wird, bleibt seine spezifische Auswirkungen unklar. Zum Beispiel scheinen Phytoplankton blüht früher als normal auftreten. Tiere, die fliegen oder schwimmen Sie in die Arktis, hängt diese Blüten haben Schwierigkeiten, sich auf eine frühere Saison.

"Es wird oft angenommen, dass wenn es um biologische Lebensmittelproduktion geht, mehr ist besser," sagte Arrigo. "Jedoch ist eine produktivere Arktis nicht unbedingt eine verbesserte arktische oder eine bessere Arktis. Wenn die Arktis zunehmend produktiver wird, werden einige Mitglieder des Ökosystems profitieren, während andere nicht. Es wird Gewinner und Verlierer. Es ist zu früh zu sagen, wer die Gewinner und Verlierer sein werden."

Forscher wollen nun herausfinden, wie weit verbreitet unter Eis, Blüten sind und deren Auswirkungen auf die polar Meeresökosysteme bestimmen. "Dies werden jedoch schwierig weil die Arktis ein ziemlich unwirtlichen Ort ist und Probenahme tief in das Packeis, das ist, was diese Forschung würde erfordern, eine, auch für ein Eisbrecher Herausforderung ist" Arrigo sagte.

Die Wissenschaftler ihre Ergebnisse detailliert (7.Juni) heute online in der Fachzeitschrift Science.

Diese Geschichte wurde von OurAmazingPlanet bereitgestellt , eine Schwester-site zu LiveScience. Folgen Sie OurAmazingPlanet für die neuesten Geowissenschaft und Exploration News auf Twitter @OAPlanet. Wir sind auch auf Facebook und Google +.