Невидимые пути изменения климата в Северном Ледовитом океане
Ученые выяснили, что таяние морского льда увеличивает приток питательных веществ в Центральную Арктику с континентального шельфа. Это может привести к непредсказуемым нарушениям в пищевых цепях.
За последнее десятилетие из-за ускоренного потепления Северный Ледовитый океан пережил огромные потрясения: теплые течения, пришедшие в моря к северу от Скандинавии и России, привели к «атлантификации» океана: площадь постоянного ледяного покрова рекордно сократилась, а в некоторых районах поверхностные воды более чем на 4 градуса по Цельсию теплее, чем в среднем за 1980-2010 годы. Ученые говорят, что сейчас объем углерода и питательных веществ, поступающих в Северный Ледовитый океан, также растет, потенциально изменяя биологический состав региона.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, говорится, что произошло увеличение количества осадочных пород, попадающих в Северный Ледовитый океан с континентального шельфа, подводной суши, которая простирается вдоль континента и образует относительно мелководное «шельфовое море». Увеличение объема осадочных пород, которые включают питательные вещества, микроэлементы и углекислый газ, может спровоцировать цветение планктона в центральной Арктике, и как следствие разрыв арктической биологической пищевой цепи.
Пока низкий уровень освещенности и ограниченность питательных веществ сдерживают биологическую продуктивность Центральной Арктики. Однако отступление морского льда уже принесло больше света Ледовитому океану, продлевая вегетативный период водорослей и планктона. Их росту способствуют и питательные вещества, поступающие из осадочных пород. Это несомненно изменит жизненные циклы других видов, зависящих от этих источников пищи, прежде всего рыб и морских организмов. В конечном счете, эти изменения могут отразится на популяциях морских млекопитающих, и даже на белых медведях.
«По мере изменения химического состава океана, повышения количества питательных веществ, создаются благоприятные условия для разных видов», - говорит Лорен Кипп, ученый Вудсхоулского Океанографического института и руководитель исследовательского исследования.
«Ученые изучают источники углерода на континентальном шельфе и основных питательных веществ, таких как азот и фосфор, в Северном Ледовитом океане в течение многих лет, но мы только начинаем исследовать источники металлов на шельфе», - сказал Роберт Ф. Андерсон, профессор геохимии Обсерватории Земли Ламонт-Доэрти Колумбийского университета. «Если изменение климата приводит к увеличению источников этих металлов, как это было доказано в отношении радия-228 Лорен Кипп, то мы хотим отслеживать эти изменения для оценки их потенциального воздействия на арктические экосистемы».
В Северном Ледовитом океане континентальный шельф составляет более половины общей площади. В свою очередь, на воды здесь оказывают сильное влияние любые изменения в стоках осадочных пород. Таяние морского льда открыло эти мелководные шельфовые моря вдоль побережья для более сильного воздействия ветра и волн, что приводит активному перемещению осадочных пород континентального шельфа на глубину.
Мониторинг перемещения осадочных пород с шельфа в Центральный Северный Ледовитый океан пока не осуществлен. Это связано с труднодоступностью региона и сложностью проведения измерений. Однако Лорен Кипп и ее коллеги измерили наличие радия-228, обнаруженного в почвах и поверхностных водах на 69 станциях в Арктике, начиная от Чукотского шельфа до Северного полюса.
«Радий-228 является отличным индикатором для других потоков отложений», - рассказала Лорен Кипп, отметив, что он относительно водорастворим и поэтому может использоваться для отслеживания количества, направления, источника и назначения потоков отложений. В свою очередь, исследователи смогли сравнить свои образцы с предыдущими данными, собранными в 2007 году. Их результаты дают одну из первых оценок потока осадочных пород на Арктическом шельфе и показывают, что за последнее десятилетие их сброс в океан примерно удвоился.
Но выявить точный механизм, с помощью которого радий прибыл в поверхностные воды гораздо труднее. «Трудно определить, где именно происходят изменения», - говорит Кипп. Наиболее вероятным источником является увеличение смешивания с континентальным шельфом, но есть и другие.
Оттаивание вечной мерзлоты на суше и на шельфе также высвобождает радий из ранее замороженных почв и может создать больше подводных каналов грунтовых вод, которые транспортируют осадочные породы к побережью. Реки также переносят их в море, где Трансполярный Дрейфовый поток выталкивает их в Центральный Северный Ледовитый океан. Этот процесс имеет решающее значение для того, каким образом различные концентрации питательных веществ и металлов в арктических водах могут изменить биоразнообразие в Центральном Северном Ледовитом океане. Трансполярное смещение сразу транспортирует питательные вещества к поверхностному слою, требуя меньше времени для их проникновения на глубину.
По мере того, как площадь постоянного ледового покрова продолжает сокращаться, растет необходимость в расширении объемов мониторинга.
«Важно, выяснить, является ли наблюдаемое увеличение радия-228 постоянным, и есть ли доказательства того, что это действительно сопровождается изменением в друнгих районах в результате Трансполярного дрейфа», - говорит Ратгерс Михил ван дер Лоефф геохимик Института полярных и морских исследований Альфреда Вегенера в Германии и ведущий автор исследования в 2007 года.
Открытая вода будет усиливать влияние ветрового воздействия на русла рек и прибрежные воды, что может привести к увеличению переноса отложений в море. «Мы хотим расширить охват данных по части шельфа, где мы считаем, что эти изменения происходят», - отмечает Кипп, «в частности, у нас не так много данных по шельфу Восточно-Сибирских морей, поэтому мы сможем определить распределение радия в будущем».
Андерсон также отметил, что по мере того, как морской лед продолжит отступать, Северный Ледовитый океан будет все более открыт для судоходства. «Это может также привнести потенциально токсичные металлы в Арктические моря», - сказал он. «Изучение распределения этих металлов в настоящее время вместе с радием и другими химическими веществами, может однажды помочь провести различие между воздействием глобального потепления и индустриализации. Кроме того, если будут доказательства воздействия на арктические экосистемы, определение источников потенциально токсичных веществ, поставит вопросы о юридической ответственности за последствия».
Глория Дики, www.newsdeeply.com
10.01.2018 г. | 71794
Аналитика
Смотреть все статьи
