Miało być więcej życia, jest katastrofa. Myśleli, że mniej lodu pomoże Arktyce
Mniej lodu miało oznaczać więcej światła i życia. Tymczasem Arktyka traci azotany, bez których morski łańcuch pokarmowy zaczyna słabnąć.
Mniej lodu to więcej światła, a więcej światła to więcej fotosyntezy, prawda? No właśnie nie. W teorii fitoplankton, czyli mikroskopijne organizmy unoszące się w wodzie i wykorzystujące światło do produkcji materii organicznej, powinien na tym skorzystać. To właśnie fitoplankton jest podstawą morskiej sieci życia, bo karmi drobne organizmy, a te z kolei są pokarmem dla ryb, ptaków i ssaków morskich.
Problem w tym, że samo światło nie wystarczy. Plankton potrzebuje też składników odżywczych, szczególnie azotanów. Są to związki azotu rozpuszczone w wodzie, które działają jak nawóz dla morskich mikroorganizmów. Jeśli ich brakuje, to nawet dobrze oświetlona woda nie zamieni się w bujny ekosystem.
Nowa analiza pokazuje, że właśnie taki problem zaczyna dotykać Ocean Arktyczny. Badacze z University of Edinburgh oraz kilku instytucji z Norwegii, Danii, Niemiec i Szkocji przeanalizowali ponad dwie dekady danych z Cieśniny Frama, czyli głównej bramy, przez którą wody arktyczne wypływają do Atlantyku. W wynikach widać wyraźną zmianę po 2009 r.: poziom azotanów w wodach opuszczających Arktykę zaczął stale spadać.
Arktyka przestawiła się z braku światła na brak składników odżywczych
Dawniej wzrost życia w Arktyce mocno ograniczał lód, bo blokował dostęp światła do wody. Gdy lód zaczął znikać, bariera świetlna słabła. Jednak zamiast prostego wzrostu produktywności pojawiło się nowe ograniczenie.
Według autorów badania Ocean Arktyczny przesuwa się więc z systemu ograniczanego głównie przez światło do systemu ograniczanego przez azotany. Jeśli w wodzie jest mało azotanów, to zmienia się skład fitoplanktonu. Większe organizmy, które zwykle lepiej karmią wyższe piętra łańcucha pokarmowego, mogą przegrywać z mniejszymi formami. A mniejszy plankton oznacza mniej wydajny transfer energii do ryb, ptaków i ssaków morskich.
Właśnie z tego powodu badacze wskazują na mocne zaburzenie arktycznego łańcucha troficznego. Problem nie dotyczy pojedynczego gatunku ani jednego sezonu wegetacyjnego, lecz podstawy całego systemu, czyli pierwotnej produktywności biologicznej oceanu, która określa pojemność ekosystemu i zdolność do podtrzymywania wyższych poziomów troficznych.
Słońce uruchomiło proces na płytkich szelfach
Co gorsza, utrata lodu morskiego odsłania ogromne, płytkie obszary Oceanu Arktycznego. Szelfy kontynentalne, czyli płytkie fragmenty dna przy krawędziach kontynentów, zajmują niemal połowę tego oceanu. Gdy wcześniej przykrywał je lód, to światło miało utrudniony dostęp. Gdy lodu jest mniej, to zmieniają się warunki w wodzie i osadach.
Badacze wskazują tutaj na nasilenie denitryfikacji bentosowej. Jest to proces, w którym mikroorganizmy przekształcają azotany w azot cząsteczkowy, czyli gaz ulatujący z systemu biologicznie dostępnego. Sam proces zachodzi przy dnie, w osadach. Ocean traci więc nawóz, bo bakterie zamieniają go w formę, z której plankton nie może już normalnie korzystać.
Proces jest napędzany przez trwałą zmianę środowiska, a nie przez jednorazową anomalię pogodową. Jeżeli lód morski nadal będzie znikał, Arktyka nie wróci łatwo do poprzedniego trybu działania. Autorzy badania piszą, że powrót do wcześniejszych warunków jest niestety bardzo mało prawdopodobny.
Punkt krytyczny mógł zostać przekroczony już ok. 2009 r.
Moment przełomu bardzo dokładnie widać w danych z Cieśniny Frama. W okolicach 2009 r. zaczyna się wyraźny spadek azotanów w wodach wypływających z Arktyki. Ten czas pokrywa się z okresem gwałtownego ograniczenia lodu morskiego w regionie. Dla naukowców to znak, że ekosystem właśnie wtedy mógł przekroczyć punkt krytyczny.
Punkt krytyczny nie musi oczywiście oznaczać nagłej katastrofy. W klimacie i ekosystemach bardzo często chodzi o próg, po którego przekroczeniu system zaczyna działać według innych zasad. Wcześniej to światło było głównym hamulcem rozwoju życia. Po zmianie coraz większą rolę zaczyna odgrywać brak azotanów. Ocean nie zamiera, ale jego biologia może układać się po prostu inaczej.
Przeczytaj także:
Na szczęście Arktyka nie stanie się od razu pustynią biologiczną. Nadal będzie tam plankton, ryby i ssaki morskie. Pytanie jednak brzmi, ile energii przejdzie przez kolejne poziomy łańcucha pokarmowego i które gatunki na tej zmianie stracą najbardziej.
