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新模式有助于解决北极绿冰的奥秘

发布日期:2018-05-16

北极海冰的变薄增加了融水池的数量 - 冰面上的黑暗水池 - 并且允许足够的阳光穿透海洋水体,浮游植物在冰下开始生长。

em一组研究人员正在使用一种新模型来解释在北极海冰下生长的浮游植物的繁殖。 / em

2011年,研究人员观察到一些不可能的事情 - 在北极海冰下生长的浮游植物大量繁盛,对于任何需要光合作用生存的物质来说,这种情况本应太暗。那么,这种盛开如何?

哈佛大学John A. Paulson工程与应用科学学院(SEAS)的研究人员利用数学模型发现,北海海冰变薄可能是未来这些和更多水华的原因,并可能对北极食物链造成重大破坏。

这项研究在科学进展中有所描述,并且是来自SEAS,牛津大学和雷丁大学的研究人员之间的合作。

浮游植物为整个北极食物网奠定了基础。每年夏天,当海冰退缩时,阳光照射在开阔的海水中会触发大量的浮游生物。浮游生物羽流吸引鱼类,吸引更大的食肉动物,并为生活在北极的土着社区提供食物。

浮游植物不应该能够在冰下生长,因为冰将大部分阳光反射回太空,阻止它到达下面的水。但在过去的几十年中,由于温度升高,北极冰变得越来越黑,越来越薄,允许越来越多的阳光穿透下面的水。冰面上的大型黑暗水池(称为融水池)已经增加,降低了冰的反射率。今天仍然存在的冰层变薄,变薄。

“我们最大的问题是,有多少阳光透过海冰传递,这两者都是厚度的函数,而厚度一直在下降,并且熔池百分比一直在增加?”论文的第一作者Chris Horvat说。 SEAS的应用数学研究生。 “我们发现的是,我们从一个没有任何浮游生物可能性的国家进入北极大片地区,这些地区对这些类型的增长很敏感。”

该团队的数学模型发现,尽管融水池有助于开花,但最大的罪魁祸首是冰厚。

二十年前,北极海冰中只有约3%至4%的厚度足够薄,以允许浮游生物的大群落在下面开花。今天,研究人员发现,近30%的冰覆盖的北冰洋允许在夏季的几个月内发生冰层下的水华。

Horvat说:“在过去30年里,北极海冰厚度的下降显着改变了该地区的生态环境。 “突然之间,我们关于这个生态系统如何运作的整个想法是不同的。北极食物网的基础现在正在不同时间增长,并且在那些需要氧气的动物不易接近的地方生长。“

研究人员希望他们的模型能够有助于规划未来的远征,观察这些绽放并评估这种转变对生态系统的影响。

这项研究由David Rees Jones,Sarah Iams,David Schroeder,Daniela Flocco和Daniel Feltham联合撰写。它得到了国家科学基金会的部分支持。

出版物:Christopher Horvat等人,“北冰洋中浮游植物次生浮游植物的频率和范围”,Science Advances 29 Mar 2017:Vol。 3,没有。 3,e1601191; DOI:10.1126 / sciadv.1601191

来源:Leah Burrows,SEAS Communications