Таяние льдов представляет собой временное экологическое преимущество, но постоянную глобальную угрозу, говорит ученый из Стэнфорда.

По мере таяния ледников содержащиеся в них питательные вещества попадают в океан и удобряют местное цветение водорослей. Хотя эти продовольственные оазисы кормят местных животных, они не компенсируют глобальные проблемы, вызванные таянием ледяных щитов.

Кэти Браун

Кевин Арриго пытался выяснить, как быстро истончающийся лед в мире влияет на полярные пищевые цепи, от сбора полевых образцов внутри замороженного ледяного покрова океана до анализа спутниковых изображений в комфортной обстановке своего офиса в Стэнфорде. Арриго, профессор науки о системе Земля в Стэнфордской школе наук о Земле, энергетике и окружающей среде, обнаружил, что, хотя таяние льда угрожает усугубить экологические проблемы во всем мире, отступление ледяных щитов может обеспечить столь необходимую пищу в местных экосистемах.

Тающий лед, богатый питательными веществами, может смягчить полярные продовольственные пустыни, продлевая цветение фитопланктона. Однако эта серебряная подкладка не может компенсировать глобальные угрозы, такие как повышение уровня моря. (Изображение предоставлено: Getty Images)

Благодаря этой работе Арриго обнаружил, что истончение льда на полюсах может смягчить полярные пищевые пустыни за счет увеличения цветения фитопланктона. Однако положительная сторона, связанная с таянием льда, не может компенсировать неизбежные угрозы, такие как повышение уровня моря, связанное с неконтролируемым усыханием ледников.

Арриго, который также является профессором наук о Земле Дональда и Дональда М. Стил, говорил с Стэнфордский отчет о своей работе над цветением полярного фитопланктона и обсудили, говорят ли недавние новости о таянии морского льда, что мы достигли переломного момента.

Что вы узнали о том, как таяние ледников влияет на пищевые цепи в экстремальных условиях полюсов?

Оказывается, когда ледники формируются, они накапливают частицы и пыль, содержащие необходимые питательные вещества, такие как железо, от которого зависит выживание всех живых существ. Когда ледники тают, они добавляют питательные вещества в океан и удобряют местную экосистему. В Гренландии и Антарктиде в океане не хватает железа, поэтому нехватку железа компенсируют таяние ледников.

Фотосинтезирующий фитопланктон является основой пищевой сети в океане, и для его роста требуется много света и питательных веществ. Поскольку железо, доступное для этих производящих кислород растений на полюсах, ограничено, поступления железа от таяния ледников позволяют фитопланктону расти все быстрее и быстрее. Мы называем этот массовый рост популяции фитопланктона цветением водорослей и обнаружили, что это цветение резко увеличивает количество пищи, доступной для животных в этих районах. Больше пищи означает больший рост, что повышает продуктивность региона и создает биологические очаги, где собираются самые большие скопления морских птиц, тюленей и китов.

Вы также изучаете цветение фитопланктона вблизи полыней — участков открытого океана, окруженных льдом, — которые вы описали как водопои Антарктики. Что ты имеешь в виду?

Полыньи действительно опрятны. Полыньи — это просто области открытой воды, окруженные льдом, и, как правило, места, где вы ожидаете найти лед, но не находите. Мы находим их по всему побережью Антарктиды, и основная причина, по которой они образуются, заключается в том, что когда действительно холодный воздух пролетает по сторонам антарктического ледяного щита, они дуют в прибрежные районы у берега и сдувают лед. Весной, когда встает солнце, фитопланктон в полыньях растет быстрее, чем где-либо еще в этом районе.Полыньи, как правило, представляют собой экологические оазисы, которые непропорционально важны для их размера, где животные собираются в большие колонии, чтобы воспользоваться преимуществами высокопродуктивных и богатых питательными веществами вод.

Похоже, ваше исследование показывает положительную сторону таяния ледников. Это правда?

В местах, где все еще ощущается такая нехватка железа, таяние ледников будет продолжать стимулировать производство, давая пищу широкому кругу животных на долгие годы. Кроме того, поскольку фитопланктон притягивает CO₂ вне атмосферы эти цветы помогают охлаждать планету, что замедляет таяние ледников.

Однако ничто из этого не нейтрализует негативные последствия таяния льдов, такие как повышение уровня моря или потеря критической среды обитания, потому что это небольшой эффект, который будет затоплен практически всем, что мы делаем в плане сжигания ископаемого топлива.

Итак, если плохое перевешивает хорошее с точки зрения таяния льда, как мы можем замедлить процесс отступления ледников?

Очевидная вещь, которую нужно сделать, это сократить выбросы парниковых газов и получить CO.₂ концентрация в атмосфере снижается, поэтому она перестает нагреваться так быстро. Арктика нагревается так быстро, потому что между поступающим солнечным светом и Землей, отражающей солнечный свет, возникает обратная связь, называемая обратной связью ледяного альбедо. Одна из причин, по которой Арктика и Южный океан такие холодные, заключается в том, что они покрыты льдом и отражают большую часть тепла, возвращаемого обратно в космос.

Сейчас происходит то, что мы растапливаем больше льда, мы отражаем гораздо меньше солнечного света обратно в космос, а океан поглощает тепло, а не отражает его. Таким образом, Арктика нагревается в два раза быстрее, чем остальная Земля, потому что обычно у нее есть лед, чтобы отражать тепло обратно в космос.

Это почти как схема Понци. Какое-то время вы можете продолжать платить этим первоначальным инвесторам или, в этом случае, предотвратить таяние льда, но в конце концов новые инвесторы начинают иссякать, и просто не хватает денег — или льда — больше, чтобы поддерживать операцию.Это то же самое. Обратная связь ледяного альбедо находится на этой траектории, где вы доходите до того, что в Арктике так мало льда, что он не оказывает охлаждающего эффекта, который был раньше, и просто нагревается.

Учитывая недавние новости о преждевременном разрушении самого толстого морского льда в Арктике, не думаете ли вы, что мы приближаемся к переломному моменту с точки зрения быстро исчезающего льда?

Возможно, сейчас мы находимся на переломном этапе, и с точки зрения повышения уровня моря это, безусловно, беспокоит меня. Ходят разговоры о возможности катастрофического обрушения западного антарктического ледяного щита — кажется, что он тает все быстрее и быстрее, чем мы продолжаем предсказывать его таяние. Это, безусловно, вызывает беспокойство.

Что вы делаете, чтобы смягчить последствия исчезновения льда на полюсах?

В настоящее время мы работаем над проектом с Центром океанических решений, чтобы узнать, каковы вероятные последствия таяния льдов и связанного с этим увеличения эксплуатации ресурсов в Арктике сейчас, когда она становится более доступной. Итак, каковы вероятные последствия — или, по крайней мере, возможные последствия — увеличения судоходства, увеличения разведки нефти в сочетании с усилением таяния льдов, повышением кислотности океана и как это повлияет на экосистемы в Арктике?

Нас интересуют последствия быстрого таяния льдов для живущих там людей, которые ежедневно полагаются на эти ресурсы в качестве пищи. Что он будет делать с гренландским китобойным промыслом и промыслом лосося? Мы хотим применить к Арктике модели оценки рисков природного капитала, которые позволят нам определить места, подверженные наибольшему риску, и попытаться провести некоторые оценки, изучив многочисленные факторы стресса в Арктике, чтобы увидеть, есть ли в системе точки воздействия. где мы действительно можем изменить ситуацию.