Czy zmiany klimatu sprawią, że Arktyka stanie się zielona?
Arktyka znajduje się w gorącym miejscu zmian klimatycznych, ocieplając się cztery razy szybciej niż gdziekolwiek indziej na Ziemi.
Już teraz Ocean Arktyczny doświadczył ogromnych zmian. Lód morski, który niegdyś pokrywał rozległe obszary oceanu przez cały rok, jest teraz sezonowy, topnieje i znika z dużych obszarów w miesiącach letnich.
Z pozostałego lodu wiele się przerzedza, a głębokość śniegu spada.
Misja CryoSat od ESA była kluczowym narzędziem do śledzenia topniejącego lodu Arktyki. Po 14 latach spędzonych w kosmosie, posiada jeden z najdłuższych nieprzerwanych zapisów grubości lodu polarnego.
Teraz, dzięki badaniom opublikowanym w Geophysical Research Letters, może dodać kolejną strunę do swojego łuku - pomiar przenikania światła przez arktyczny lód morski.
Gwałtowne ocieplenie Arktyki wpływa na ekosystem morski - i to nie tylko na niedźwiedzie polarne i morsy.
"Gdy lód i śnieg stają się cieńsze, więcej światła przenika na dno lodu morskiego" - powiedziała Julienne Stroeve z University of Manitoba i University of Colorado. "Ten zmieniający się reżim świetlny może potencjalnie wpłynąć na cały ekosystem morski, który zaczyna się od glonów."
Na spodniej powierzchni lodu co roku rozrasta się trawnik glonów. Podobnie jak fitoplankton na otwartych wodach, który rozrasta się, pokrywając ogromne obszary oceanu, które można dostrzec z kosmosu, glony związane z lodem kwitną na rozległych obszarach i wspierają skomplikowaną sieć pokarmową.
W miarę kwitnienia glonów zooplankton pasie się na nich od spodu, które następnie karmią różne zwierzęta, w tym ryby, które następnie karmią foki, a z kolei niedźwiedzie polarne.
Wciąż musimy się wiele nauczyć o tym, jak ten ekosystem zostanie dotknięty zmianami klimatu, dlatego glony - główni producenci w ekosystemie - są doskonałym miejscem do rozpoczęcia.
Mapowanie tego z kosmosu było wyzwaniem.
"W przeciwieństwie do otwartego oceanu, nie możemy zobaczyć glonów w lodzie morskim z kosmosu" - powiedziała Karley Campbell z Uniwersytetu w Troms?. "To, co możemy zrobić, to zacząć od oszacowania dostępności światła. Światło, zbierane przez algi lodowe w celu wytwarzania związków organicznych w procesie fotosyntezy, jest głównym czynnikiem napędzającym produkcję morską."
"Jeśli uda nam się zmapować światło docierające do alg, będziemy mogli zorientować się, kiedy i w jakim stopniu mogą one zakwitnąć."
Aby to zrozumieć, trzeba wiedzieć, jak gruby jest lód i ile śniegu znajduje się na jego powierzchni. Grubszy lód i śnieg oznaczają, że mniej światła może dotrzeć do glonów pod lodem.
W tym miejscu pojawia się CryoSat. Wraz z danymi z satelitów Copernicus Sentinel-3 i NASA ICESat-2, naukowcy oszacowali grubość arktycznego lodu morskiego w ciągu 14 lat pracy CryoSat na orbicie.
Zastosowując algorytmy, aby zrozumieć, ile światła przenika przez lód, śnieg i wykorzystując modele do przewidywania historycznej pokrywy śnieżnej i lodowej, można było następnie modelować, gdzie i kiedy glony mogą zacząć kwitnąć.
Dane z lat 2011-2022 wykazały, że bardziej południowe regiony Arktyki doświadczą wcześniejszych zakwitów glonów, które różniły się z roku na rok. Model sugerował, że szczególnie śnieżny 2017 r. spowodował głębszą pokrywę śnieżną, zapobiegając kwitnieniu dużych obszarów z powodu niewystarczającej ilości światła.
Ponieważ śnieg wydawał się mieć duży wpływ, naukowcy zbadali, w jaki sposób malejący śnieg mógł wpłynąć na zakwity glonów.
Po modelowaniu zmian głębokości śniegu od 1982 do 2018 roku i połączeniu tego z szacunkami światła przenikającego przez lód, wyłonił się jasny obraz.
Model sugerował, że zakwity glonów rozpoczynają się nawet 15 dni wcześniej na dekadę w regionach południowych.
W grę wchodzi wiele innych czynników. Struktura osadów i lodu wpłynie na to, ile światła przedostanie się przez śnieg i lód. Należy również wziąć pod uwagę inne rzeczy, które mogą wpływać na wzrost glonów, a także wpływ zwiększonej dostępności światła.
Algi związane z lodem są zwykle naturalnymi mieszkańcami cienia. Wystawione na działanie większej ilości światła, mogą produkować różne cukry i tłuszcze lub obumierać w różnym czasie. Wszystkie te aspekty muszą być zrozumiane, aby uzyskać pełny obraz.
Ale zdolność do wykorzystania pomiarów satelitarnych do namalowania szerokiego obrazu fotosyntetycznie aktywnego promieniowania pod lodem jest niezwykle przydatnym narzędziem wspierającym inne metody monitorowania ekosystemu Arktyki.
"To bezprecedensowe wykorzystanie danych satelitarnych korzystnie wpływa na naszą wiedzę o szybko zmieniającym się ekosystemie Arktyki" - powiedziała Julienne. "Zrozumienie fotosyntetycznie aktywnego promieniowania, które przenika przez lód morski, pomoże w szerszych badaniach, aby zrozumieć, co dzieje się z życiem w Oceanie Arktycznym z powodu zmian klimatycznych."
Zważywszy, że śnieg jest tak ważnym czynnikiem w określaniu ilości światła słonecznego przenikającego przez lód, współpraca między CryoSat i ICESat-2, znana jako Cryo2ice, powinna przynieść dalsze spostrzeżenia.
Oba satelity ustawią się niemal jednocześnie nad Arktyką zimą 2024 roku, a połączone pomiary dadzą nam najlepsze jak dotąd oszacowanie pokrywy śnieżnej na wierzchu lodu.
Dzięki radarowi CryoSat i instrumentom lidarowym ICESat-2 pracującym w tandemie, uzyskamy wgląd w przyszłość altimetrii lodu. Misja Copernicus Polar Ice and Snow Topography Altimeter (CRISTAL) będzie wykorzystywać radar o dwóch częstotliwościach do dokładnego mapowania głębokości śniegu na lodzie morskim, kontynuując satelitarny zapis lodu polarnego do lat 2030. "Szybkie zmiany zachodzące w Arktyce będą miały rozległe konsekwencje, które wpłyną na nas wszystkich.
Prowadzenie długoterminowych zapisów satelitarnych jest niezbędne, aby pomóc nam je zrozumieć i nawigować w przyszłości. Jestem podekscytowany, widząc wpływ współpracy Cryo2ice w nadchodzących miesiącach i latach, a także misji CRISTAL, która utrzyma zapis klimatu poza CryoSat."
Polubiłeś już tę stronę, możesz ją polubić tylko raz!
Dziękujemy, że przeczytałaś/eś artykuł! Obserwuj nas w Wiadomościach Google.
