Какво причинява Северноатлантическия планктон Блум?


Шест дни след това, всеки един от живите днес милиарди фитопланктони ще бъде мъртъв - изяден от зоопланктона или донесен на дъното на морето. В действителност, някои от тези микроскопични растения, които заедно изпълняват толкова, колкото фотосинтезата като всички земни растения, живеят само два дни. Но тези микроскопични растения имат голям ефект върху нивата на въглероден двуокис в атмосферата - както чрез изсмукването му по време на фотосинтезата, така и чрез подпомагане на естествената циркулация на океана, който позволява по-плътна, по-ст

Шест дни след това, всеки един от живите днес милиарди фитопланктони ще бъде мъртъв - изяден от зоопланктона или донесен на дъното на морето. В действителност, някои от тези микроскопични растения, които заедно изпълняват толкова, колкото фотосинтезата като всички земни растения, живеят само два дни.
Но тези микроскопични растения имат голям ефект върху нивата на въглероден двуокис в атмосферата - както чрез изсмукването му по време на фотосинтезата, така и чрез подпомагане на естествената циркулация на океана, който позволява по-плътна, по-студена вода, която е погълнала отпадането на CO2 до дъното. морето на места като Северния Атлантик. Този естествен поток е един от най-големите начини, по който CO2, най-разпространеният парников газ, отговорен за изменението на климата, излиза от атмосферата. Разбирането за това как и защо цъфтят малките растения всяка пролет е от решаващо значение за разбирането как живите системи на планетата - и следователно елементарните цикли на планетата - могат да реагират на глобалното затопляне.
В продължение на десетилетия учените приемат, че пролетните условия на океана са отговорни за годишния цъфтеж на планктона, благодарение на пионерската работа на океанографа Харалд Свердруп през 50-те години. Нов анализ на спътниковите записи показва, че може да не е толкова просто, колкото появата на пролетните условия, които разгръщат фотосинтетичния потенциал на фитопланктона, сочи доклад от априлския брой на екологията .
Екологът по фитопланктон Майкъл Беренфелд от държавния университет в Орегон изследва девет години данни от сателитната мрежа на НАСА SeaStar и неговия широкообхватен датчик за наблюдение на морето (SeaWiFS). Този инструмент позволява на изследователите да оценят общата повърхностна концентрация на хлорофил в океаните, както и относителната концентрация на въглерод във фитопланктона. Фокусирайки се върху северната част на Атлантическия океан, Беренфелд установи, че увеличаването на броя на планктона, открито от концентрациите на хлорофил и въглерод, започва в средата на зимата - когато условията на растеж са най-лоши - вместо да бъде инициирано от променящото се пролетно време. Причината изглежда е дълбокото смесване, причинено от зимните бури, които избиват океана, и по този начин затруднява малките животни, които ядат фитопланктона, да намерят плячката си.
"Частта от растежа на фитопланктона, изгубена от пашачите, става все по-малка и по-малка, докато преминавате през зимата и по-дълбоко смесване", обяснява Беренфелд. По същество, тъй като фитопланктонът се разпръсква по-тънко в повече вода или се разрежда, по-трудно е да ги открият. Това позволява на фитопланктона да започне да се натрупва в средата на зимата, като главен старт в растежа, който е прелюдия към масивния разцвет, след като зимните бури престанат да се смесват и условията за растеж се подобряват.
До края на пролетта, пашачите наваксват, като консумират толкова планктон, колкото расте и привеждат цъфтежа докрай. Новата хипотеза оправя старото разбиране, че зоопланктонните животни и други загуби по същество елиминират същото количество фитопланктон по всяко време, както предложи Свердруп през 1953 година.
Биогеохимикът Хорхе Сармиенто от Програмата за атмосферни и океанични науки на Принстънския университет, който не е участвал в проучването, нарича новото откритие, което цъфти започва в средата на зимата "провокативна идея ... единственият момент във времето, когато растежът надхвърля пашата е много рано". Той добавя: "Да видим какво казват данните в дългосрочен план."
Разбира се, този метод за оценка на концентрациите на планктона чрез интерпретиране на концентрациите на хлорофил и въглерод остава да бъде проверен чрез полеви тестове. "Северният Атлантик е доста неприятно място да отидеш през зимата, никой не иска да ходи там. Сателитът не се интересува от това, какви са неприятните условия", казва Беренфелд и отбелязва, че е проведено ново проучване с океански плувки. данни, които подкрепят новата му хипотеза. "Сега трябва да отидем на полето и да направим някои измервания."
Изменението на климата също може да осигури тест. Ако всъщност това е разреждането, причинено от дълбоководното смесване в резултат на зимните бури, които поставят началото на годишния разцвет, тогава по-топлия свят с по-малко бури в Северния Атлантик "трябва да намали разцвета", отбелязва Беренфелд. "Зимните дълбочини на смесване вече са по-плитки в южния край на Северния Атлантик. По същия начин виждаме, че големината на цъфтежите е по-малка в южния край."
Добавя Sarmiento: "Ако [фитопланктонът в Северния Атлантик е] или по-ефективен или по-малък, ще има обратни връзки към земния баланс на CO2. Това е наистина важно да се разбере системата и да се разбере достатъчно добре, че можем да предскажем как ще стане отговори на изменението на климата. "
В крайна сметка, ако цъфтежът на фитопланктона е намален, Земята може да загуби два въглеродни поглътители: ще има по-малко мъртви тела на планктона (които да избягват консумацията на паша), които попадат на дъното на океана заедно с потенциално по-малко потъване на богати на CO2 повърхностни води. А това от своя страна би могло допълнително да изостри климатичните промени, причинени от допълнителни парникови газове в атмосферата.
Важно е също, защото фитопланктонът формира основата на морската хранителна мрежа, което означава, че много от най-продуктивните риболовни полета в света разчитат в голяма степен на дейностите на тези микроскопични растения. Други региони на световните океани със сходен цъфтеж могат да следват подобни модели, като Арабско море и неговите цъфнали, свързани с мусоните.
Дългият повод и двигателите на разцвета на фитопланктона едва ли са единствената загадка на Северния Атлантик. В края на краищата, тези годишни цъфтежи показват бързи промени в господството на един вид фитопланктон, последван от друг - все пак общият размер на популацията расте сравнително гладко. Беренфелд пита за този механизъм: "Как всъщност работи това?"