Unter dem antarktischen Eis lauern möglicherweise riesige Phytoplanktonblüten

Bis jetzt war es ein allgemeiner Glaube, dass das gepackte Meereis des Südlichen Ozeans alles Licht daran hinderte, das Meer darunter zu erreichen, und verhinderte, dass Phytoplankton – winzige Algen, die die Grundlage für aquatische Nahrungsnetze bilden – dort wachsen konnte. Je weniger Licht zur Verfügung steht, desto weniger kann das Phytoplankton Photosynthese betreiben und desto weniger Phytoplankton wird es geben, was das Leben unter dem Eis stark einschränkt.

Forschungen, die von zunehmenden Untereisblüten von Phytoplankton in der Arktis inspiriert wurden, haben jedoch gezeigt, dass die antarktischen Gewässer auch unerwartete Bewohner haben, was darauf hindeutet, dass die ökologische Variabilität unter dem Eis unterschätzt wird.

Blüten werden oft gesichtet, sobald das Meereis seinen saisonalen Rückzug beginnt, unterstützt durch viel Licht und Süßwasser mit hohem Eisengehalt. Ein Team unter der Leitung von Dr. Christopher Horvat von der Brown University und der University of Auckland vermutete jedoch, dass bereits potenzielle Phytoplanktonblüten auf sie warten würden. Einschreiben Grenzen in der Meereswissenschaftbeschrieben sie die Verwendung von Stichproben von unabhängigen BGC-Argo-Schwimmern und Klimamodellausgaben, um die Lichtverfügbarkeit unter dem Eis abzuschätzen und diese Hypothese zu testen.

„Wir haben festgestellt, dass fast alle Beispiele von Schwimmern, die unter dem antarktischen Meereis Profile erstellen, eine Zunahme des Phytoplanktons verzeichnen, bevor sich das Meereis zurückzieht“, sagte Horvat. „In vielen Fällen haben wir erhebliche Blüten beobachtet.“ Horvat wies auch darauf hin, dass die Schwimmer nur einen sehr kleinen Teil der Millionen Quadratkilometer Meereis beprobten, das diese Untereisblüten beherbergen könnte, so dass es möglicherweise viel mehr versteckte Phytoplanktonblüten mit dem Potenzial gibt, anderes Leben dort draußen zu unterstützen.

Schwimmende Labore

Die Schwimmkörper werden von Forschungsschiffen über Bord geworfen und können selbstständig biogeochemische Proben entnehmen: Sie können sogar Frostbedingungen an der Wasseroberfläche erkennen und tauchen, um Schäden durch Eis zu vermeiden. Die Schlüsselmessungen in diesem Fall waren Chlorophyll-a, ein Pigment, das allen Phytoplanktons gemeinsam ist, und partikuläre Rückstreuung, die in eine Schätzung des Phytoplankton-Kohlenstoffs umgewandelt werden kann, da Phytoplankton Licht proportional zu seiner Größe und Konzentration streut. Am Ende verwendete das Team Daten von 51 Schwimmern, die von 2014 bis 2021 2.197 Tauchgänge unter dem Eis absolvierten, die sie in 79 Messsequenzen sammelten.

„Wir haben ein neues Datenprodukt verwendet, das von einem neuen NASA-Satelliten, dem ICESat-2-Laseraltimeter, abgeleitet wurde, um die Kompaktheit des Eises um die Antarktis herum zu verstehen, und mit einer Reihe globaler Klimamodelle untersucht, wie viel Licht den oberen Ozean erreicht“, sagte Horvat .

„Wir fanden heraus, dass 50 % oder mehr der Antarktis unter dem Eis Blüten unter dem Eis unterstützen könnten, da das Meereis im Südpolarmeer aus diskreten Eisschollen besteht und kleine Bereiche mit offenem Wasser Licht und damit photosynthetisches Leben zulassen.“

Versteckte Ökosysteme?

Bei Messungen unter kompaktem Meereis mit vollständiger oder nahezu vollständiger Bedeckung des darunter liegenden Wassers stellten die Wissenschaftler fest, dass 88 % der Messsequenzen einen Anstieg des Phytoplanktons vor dem Rückgang des Meereises verzeichneten und 26 % die Kriterien für eine Untereisblüte erfüllten .

Die Autoren warnten jedoch davor, dass die Schwimmer unter dem Eis Proben nehmen könnten, aber keine Daten von diesen Positionen zurückgeben könnten, was bedeutet, dass die Koordinaten für die Probenorte nicht ganz genau sind. „Es ist möglich, dass einige der Ereignisse mit hoher Produktivität in Regionen mit geringer Meereisbedeckung aufgezeichnet werden“, sagte Horvat.

„Da wir diese Blüten kurz vor dem Rückzug des Meereises beobachten, ist es auch möglich, dass ein Teil des Phytoplanktons aus Prozessen stammt, die außerhalb der Meereiszone stattfinden, obwohl wir dies angesichts der schieren Anzahl von Messungen mit hoher Produktivität für unwahrscheinlich halten gefunden.“

Die Auswirkungen auf die antarktischen Ökosysteme könnten erheblich sein. „Höhere trophische Ebenen wandern dorthin, wo die Produktivität ist, und wenn es unter dem Eis liegt, könnte man erwarten, dass das Nahrungsnetz folgt“, betonte Horvat. Weitere Untersuchungen sind erforderlich, um zu verstehen, wie diese verborgenen Ökosysteme funktionieren und ob die Phytoplanktonblüten Raubtiere und Beute unter dem Eis anziehen.