Curenții accelerează scufundarea fitoplanctonului în Marea Chukchi
În Marea Chukchi din Arctica, o convergență de curenți oceanici împinge fitoplanctonul de sub gheață spre fundul mării de aproximativ patru ori mai repede decât în mod obișnuit. Două studii publicate în Journal of Geophysical Research: Oceans, coordonate de laboratorul oceanografului biologic Kevin Arrigo de la Universitatea Stanford, detaliază această coborâre neobișnuită.
Fitoplanctonul, format din organisme mici asemănătoare plantelor, stă la baza lanțurilor trofice marine. De obicei, aceste organisme fie sunt consumate, fie se scufundă lent spre fundul oceanului, transportând carbon. În cea mai mare parte a oceanului, coborârea din straturile superficiale luminate de soare durează săptămâni.
Înfloriri de până la zece ori mai dense sub gheață
Măsurătorile colectate în vara anului 2023 la bordul navei R/V Sikuliaq sugerează că lumina solară filtrată prin crăpăturile gheții a fost suficientă pentru a alimenta fotosinteza. Cercetătorii au observat una dintre cele mai dense înfloriri de fitoplancton înregistrate, chiar și în zone unde gheața atingea până la 2 metri grosime. Aceste înfloriri sub gheață au fost de până la zece ori mai concentrate decât cele observate o lună mai târziu în apele deschise, după retragerea gheții.
„Observăm populații uriașe de fitoplancton sub gheață marină substanțială”, a declarat Claudette Proctor, autoarea principală a unuia dintre studii. „Cresc într-un mediu pe care anterior îl consideram inhospitalier.”
Echipa a prelevat mostre de apă pentru a măsura nutrienții și densitatea fitoplanctonului și a amplasat capcane de sedimente plutitoare în apele deschise și în găurile din gheață. Datele arată că înfloririle au slăbit și au început să se scufunde pe măsură ce au consumat majoritatea nutrienților, în special nitratul.
Viteze de scufundare de patru ori mai mari la fronturi oceanice
În cea mai mare parte a mării, fitoplanctonul s-a scufundat după apogeul înfloririi cu o viteză de aproximativ jumătate de metru pe zi. În alte locații însă, apele rapide au împins planctonul în jos de aproximativ patru ori mai repede, din cauza unei confluențe de curenți oceanici numită front.
Potrivit autorilor, când planctonul din apele reci de sub gheață a derivat spre sud cu curentul, a întâlnit curenți opuși mai calzi în apele deschise. Ciocnirea curenților i-a determinat să coboare rapid.
„Acea masă de apă rece și sărată se scufundă, iar masa de apă mai caldă și mai dulce urcă deasupra”, a explicat James Lauer, autoarul principal al celui de-al doilea studiu.
Descoperirea ajută la explicarea sursei de hrană pentru comunitățile bentonice abundente observate anterior pe fundul mării, inclusiv scoici, stele de mare fragile și mamiferele marine care se hrănesc cu ele.
Implicații pentru ecosistemele arctice în schimbare
Nu este clar cum vor afecta înfloririle sub gheață viața marină din apropierea suprafeței. Acestea reprezintă o sursă majoră de hrană pentru zooplancton și pentru specii precum balena bowhead, dar înfloririle care ating apogeul prea devreme vara ar putea dispărea până când prădătorii sezonieri ajung în zonă.
Pe măsură ce Arctica se încălzește, „organismele care se hrănesc la fund ar putea deveni mai prospere, în timp ce organismele pelagice ar putea avea mai puțină hrană”, a spus Proctor.
Cercetătorii s-au întrebat, de asemenea, cum va afecta ritmul rapid de încălzire din Arctica — de patru ori mai mare decât media globală — viteza cu care fitoplanctonul extrage carbon din atmosferă și soarta acestui carbon.
„Unde ajunge tot acel carbon? Este consumat? Se scufundă la fund?” a întrebat Arrigo. Rezultatele sugerează o creștere generală a carbonului absorbit de fitoplancton și stocat în cele din urmă în sedimente, dar rămân multe necunoscute. De exemplu, apa dulce mai caldă din topirea gheții ar putea forma un strat la suprafața mării, blocând amestecarea apelor bogate în nutrienți din adâncime.
Descoperirile arată cum fenomene relativ locale, precum înfloririle de fitoplancton și fronturile oceanice, pot modela ecologia globală și clima. Fronturile create de vânturi, vărsarea râurilor sau curenți se găsesc în toate oceanele și pot juca un rol important în transportul carbonului spre fundul mării.
„Trebuie să luăm în considerare această fizică la scară relativ mică atunci când ne gândim la ciclul carbonului în oceanul global”, a concluzionat Lauer.
