W Arktyce pada śnieg pod wodą. Można z niego czytać
Pod wodą w arktycznych fiordach stale pada śnieg ze szczątków planktonu i minerałów. Z jego kształtu i składu można odczytać wpływ lodowców, planktonu i chemii wody.
Pod powierzchnią arktycznego morza śnieg pada przez cały rok. Co ciekawe, w ogóle się nie topi, bo z klasycznym śniegiem ma niewiele wspólnego. Płatki tworzą szczątki planktonu, odchody niewielkich organizmów, drobiny minerałów i cała reszta materii unoszącej się w wodzie. Polscy naukowcy pokazują teraz, że wystarczy dokładnie obejrzeć te opadające kłaczki, aby dowiedzieć się zaskakująco dużo o tym, co dzieje się w całym arktycznym fiordzie.
Podwodny śnieg robi się z tego, co żyło wyżej
Śnieg morski wygląda trochę jak kurz obserwowany w promieniu światła. Drobne cząstki zderzają się, sklejają i tworzą coraz większe, nieregularne agregaty, które zaczynają powoli opadać.
W środku mogą znaleźć się obumarłe komórki fitoplanktonu, resztki glonów, odchody zooplanktonu oraz materiał mineralny przyniesiony choćby przez wodę wypływającą z lodowca. Nie istnieje więc jeden wzorcowy płatek morskiego śniegu. Jeden może być zwarty i ciemny, drugi delikatny i niemal przezroczysty, kolejny zawierać znacznie więcej materiału mineralnego. To właśnie ta różnorodność zaczęła interesować zespół kierowany przez dr hab. Emilię Trudnowską z Instytutu Oceanologii PAN.
Badacze pracowali we fiordach Svalbardu: m.in. Hornsundzie, Recherchefjorden i Isfjorden. Zamiast wyławiać niezwykle delikatne płatki i niszczyć je podczas pobierania próbki, wykorzystali Underwater Vision Profiler UVP6. Urządzenie fotografuje cząstki bezpośrednio w toni wodnej, pozwalając policzyć je oraz analizować ich wielkość i kształt.
Patrzą na płatek i widzą, co dzieje się w wodzie
Najciekawszy pomysł badaczy polega na tym, że śnieg morski traktują jak zdjęcie ekosystemu tworzone nie przez aparat, lecz przez sam ocean – rejestrowane w postaci cząstek widocznych w danych z UVP6.
Jeżeli zmienia się plankton, zmienia się materiał, z którego powstają agregaty. Jeśli lodowiec zaczyna dostarczać dużo zawiesiny mineralnej, to ślad również pojawia się w ich budowie. Znaczenie mają temperatura, zmętnienie, skład chemiczny wody i dostępność substancji odżywczych.
W analizie pojawiły się związki pomiędzy morfologią śniegu a m.in. temperaturą, makroskładnikami odżywczymi, żelazem, manganem i alkalicznością całkowitą wody. Płatki nie są więc tylko śmieciami spadającymi na dno. Zbierają informacje o środowisku, przez które przechodzą.
Badania prowadzono wiosną 2023 r. oraz późnym latem 2022 i 2023 r. Różnice były na tyle duże, że zespół zobaczył odmienne układy biogeochemiczne, planktonowe i cząstkowe w różnych terminach badań. Autorzy uznali, że czas pobrania próbek oraz bardzo lokalne warunki są jednymi z najsilniejszych czynników kształtujących obserwowany system.
Lodowiec się cofa, a śnieg zapisuje jego ślad
Svalbard jest do tego rodzaju badań wyjątkowo dobrym miejscem, bo na stosunkowo niewielkim obszarze można znaleźć fiordy poddawane bardzo różnemu wpływowi lodowców. Topniejący lód dostarcza do morza słodką wodę oraz materiał mineralny. Zmienia zasolenie, przejrzystość wody, jej warstwowanie i warunki dla planktonu. To z kolei wpływa na to, ile materii organicznej powstaje i co później zaczyna opadać w stronę dna.
Nowe badanie pokazuje jednak, że obraz nie jest tak prosty, jak podział na fiordy przy lodowcach kończących się na lądzie i w morzu. Lokalna hydrologia, chemia i społeczności planktonu potrafią mieć równie duże albo większe znaczenie.
To świetnie współgra z szerszym obrazem gwałtownych zmian zachodzących na Spitsbergenie. Jak pisaliśmy w tekście: Szukali lodowca, znaleźli błoto. Polska nauka bezsilna, zmieniające się warunki śnieżne i cofanie lodowców zaczynają wpływać nawet na sposób prowadzenia badań terenowych w Arktyce.
Śnieg morski jest częścią jednej z najważniejszych oceanicznych taśm transportowych. Fitoplankton podczas fotosyntezy wykorzystuje węgiel nieorganiczny znajdujący się w wodzie. Kiedy organizmy obumierają albo zostają zjedzone, część związanego przez nie węgla trafia do opadających agregatów. Jeśli płatek zejdzie odpowiednio głęboko, węgiel zostaje usunięty z powierzchniowej części oceanu na znacznie dłuższy czas.
Przeczytaj także:
To element tzw. biologicznej pompy węglowej. Dlatego nie jest obojętne, czy morski śnieg składa się z lekkich, wolno opadających cząstek, czy ze zwartych agregatów obciążonych materiałem mineralnym. Wielkość nie wystarcza do przewidzenia tempa opadania. Liczą się również kształt, gęstość, zwartość i skład. Zmiana arktycznego ekosystemu może więc zmieniać nie tylko to, jakie organizmy żyją w fiordzie, lecz także skuteczność transportowania węgla w głąb oceanu.
*Źródło grafiki wprowadzającej: Explora_2005, Getty Images, Canva Pro / Canva Pro
Redaktor Spider's Web specjalizujący się w tematyce naukowej. O nowych technologiach zaczął pisać w 2012 r. na łamach portalu Telix. Później współtworzył treści dla Komputer Świata i PCLabu. Epizod dziennikarski zaliczył także w lokalnej gazecie i w dziale blogowym SpeedTest. Współzałożyciel agencji BlueCopy, zajmującej się copywritingiem i poligrafią. Przez pewien czas właściciel firmy transportowej. Prywatnie fan starych polskich oper mydlanych (oglądanych obowiązkowo z konkubiną), dumny opiekun kotki brytyjskiej i pasjonat-amator druku 3D.