Кельп в меняющемся Северном Ледовитом океане
В самой северной части нашей планеты, в ледяных холодных прибрежных водах Северного Ледовитого океана, вы найдете подводные леса, наполненные рыбами, крабами и морскими ежами. В отличие от лесов на суше, эти подводные леса состоят из крупных бурых морских водорослей, называемых ламинариями. Различные виды ламинарии, из которых состоят подводные леса, очень важны для Северного Ледовитого океана. Поскольку из-за изменения климата температура продолжает повышаться, будущее арктической ламинарии неизвестно. В этой статье мы обсудим, как изменения арктического климата, от таяния льдов до изменения солености океана, могут повлиять на эти подводные миры.
Подводные леса
Представьте себе, что вы идете по лесу, где много деревьев, и видите все растения и животных, которые называют этот лес своим домом. Вы представляете себе экосистему, созданную деревьями. А теперь, затаив дыхание, представьте себе такой же лес под океаном. Не просто океан - ледяной Северный Ледовитый океан. Вы можете прекратить фантазировать, потому что такие подводные леса существуют. Они встречаются вдоль берегов океанов по всему миру, в том числе и в Арктике!
Подводные леса похожи на леса на суше, но вместо деревьев здесь растут крупные бурые морские водоросли, достигающие нескольких метров в высоту. Они называются ламинариями (рис. 1). Как и деревья, ламинарии сами добывают себе пищу, используя солнечный свет, углекислый газ, воду и питательные вещества, содержащиеся в воде. Это называется фотосинтезом.
Ламинарии создают среду, подобно деревьям на суше: они создают тень и смягчают не ветер, а волны. Ламинарии - это безопасное, защищенное место, где животные могут прятаться и размножаться. Эти леса - идеальный дом для рыб, крабов и морских ежей.
Как в лесу можно найти множество видов деревьев, так и в ламинариях можно найти множество видов ламинарий. В Северном Ледовитом океане описано множество видов ламинарии. Понимание этих видов очень важно, потому что это говорит ученым о том, насколько здорова экосистема леса [ 1 ].
Изменяющийся Северный Ледовитый океан
Прежде чем говорить о ламинариях, которые встречаются в Северном Ледовитом океане, важно понять, в какой среде и в каких условиях они обитают. Ламинарии приспособились к температурам и освещению, характерным для тех регионов мира, где они обитают. В Северном Ледовитом океане ламинарии приспособились жить при низких температурах и длительных периодах темноты зимой. Они даже могут расти под морским льдом! Сегодня все северные условия, к которым приспособились арктические ламинарии, меняются.
Что меняется в Арктике? В результате изменения климата температура становится теплее. За последние 50 лет температура воздуха в Арктике повысилась на 3 °C. Это в три раза больше, чем рост температуры в остальном мире! Температура океана также повысилась. Температура поверхности моря в Северном Ледовитом океане прогревалась в два раза быстрее, чем поверхность моря в остальном мире [ 2 ]. Это потепление оказывает драматическое воздействие на морской лед. Летом арктический морской лед тает быстрее, чем когда-либо прежде. Зимой лед также замерзает медленнее. В совокупности эти изменения означают, что в Арктике стало меньше морского льда, чем было раньше - до 40 % ледяного покрова было утрачено. Ледники и вечная мерзлота в Арктике тоже тают. Это делает береговую линию более хрупкой.
Эти изменения в среде обитания арктической ламинарии влияют на ее рост и даже на то, выживет ли она. Более теплые температуры вызывают изменения и других факторов окружающей среды, в чем вы скоро убедитесь, если продолжите читать.
Как изменение климата влияет на арктические виды ламинарии
Вы уже знаете, что подводные леса из ламинарии существуют и что они важны для жизни в Арктике. Вы также знаете, что изменение климата приводит к изменению Северного Ледовитого океана. Теперь мы расскажем вам, что нам известно о том, как на виды ламинарий влияют изменения в Арктике.
Начнем с температуры. Как и температура на суше, температура океана очень важна для подводной жизни. Она также меняется в зависимости от времени года. Зимой температура воды в Северном Ледовитом океане составляет в среднем 0 °C. Летом температура воды в среднем составляет 5°C, но в южных районах Северного Ледовитого океана, где теплее, может достигать 10°C. Ученые, изучающие арктическую ламинарию, обнаружили, что многие виды лучше всего растут при температуре 10-15°C. Таким образом, повышение температуры в Северном Ледовитом океане благоприятно для некоторых видов ламинарии, помогая им хорошо расти [ 3 ]. Другие виды ламинарий лучше растут при более низких температурах и, возможно, не смогут выжить при потеплении воды. Те виды ламинарии, которые предпочитают более низкие температуры и сегодня встречаются только в южных районах Северного Ледовитого океана, могут даже начать расти в северных районах Северного Ледовитого океана, где температура воды немного холоднее. Даже те виды ламинарии, которые обычно встречаются в Атлантическом океане, все чаще встречаются в Северном Ледовитом океане. Это связано с тем, что арктические воды потеплели настолько, что стали пригодны для их обитания, и это может привести к большим изменениям в видах ламинарий, обитающих в арктических ламинариях. Потепление вод может изменить и то, какие животные обитают в этих лесах.
Количество соли в морской воде, называемое ее соленостью, также имеет большое значение. Когда на суше тает лед, в Северный Ледовитый океан поступает пресная вода, которая разбавляет соль и тем самым уменьшает соленость. И наоборот, когда вода замерзает, соленость снова увеличивается. В Северном Ледовитом океане соленость меняется естественным образом из-за замерзания и таяния льда в зависимости от времени года. Но поскольку из-за изменения климата тает все больше льда, соленость Северного Ледовитого океана уменьшается. Как и в случае с температурой, у видов ламинарии есть диапазоны солености, которые лучше всего подходят для их роста. Исследования показали, что при сильном снижении солености рост некоторых видов ламинарии может сократиться.
Снова используйте свое воображение: представьте, что морской лед - это крышка, которая закрывает воду внизу. Когда льда становится меньше или когда крышки больше нет, в воду проникает больше света. Поскольку ламинарии нужен свет, потеря морского льда может стать хорошей новостью для ламинарий. Ученые считают, что исчезновение льда в Арктике откроет новые места для роста ламинарии.
Мутность - последний фактор, который необходимо учитывать. Мутность характеризует прозрачность воды, или насколько она прозрачна. Мутность воды определяется количеством присутствующих в ней частиц. Чем больше частиц, тем выше мутность, и тем больше света блокируется при прохождении через воду. Это не очень хорошо, потому что, как вы знаете, ламинариям для роста необходим свет. Таяние ледников и вечной мерзлоты в Арктике приводит к повышению мутности воды в прибрежных районах, поскольку в океан попадает больше частиц почвы, называемых осадками. Осадки блокируют доступ света к ламинариям [ 4 ]. Таким образом, по мере повышения температуры и дальнейшего таяния воды повышение мутности может осложнить выживание арктических видов ламинарий.
Ламинарии будущего?
Как видите, когда речь идет о ламинариях, изменение климата в Северном Ледовитом океане имеет как положительные, так и отрицательные последствия. Влияние изменения климата также зависит от вида, конкретного региона Арктики и элементов окружающей среды, которые подвергаются воздействию. Было предложено множество идей, описывающих, как могут выглядеть ламинарии в Арктике в будущем. Согласно одной из них, в регионе будут преобладать виды ламинарии, способные выдерживать более высокие температуры и низкую соленость, а другие виды ламинарии исчезнут из лесов. Животные, зависящие от видов ламинарии, вероятно, будут следовать той же тенденции (рис. 2).
Важно понимать, что все элементы окружающей среды взаимосвязаны, поэтому ламинария может столкнуться со многими изменениями одновременно - например, с изменениями температуры и солености. Мы называем это кумулятивным эффектом изменения климата, и его трудно предсказать. Например, ученые провели эксперимент на одном из видов ламинарии, который не любит высоких температур и низкой солености, и когда эти два негативных условия объединились, ламинария стала расти еще медленнее и с трудом справлялась с фотосинтезом [ 5 ]. Понять совокупный эффект изменения климата на ламинарию - большая задача для ученых, изучающих ее сегодня.
