Что такое летний арктический лед и почему его уже не спасти
С момента начала спутниковых наблюдений, с 1979 года, летний арктический лед сокращался на 13% каждое десятилетие. Он достигает своего годового минимума в конце лета, а в 2021 году этот минимум был вторым по величине за всю историю наблюдений. Ученые предупреждают, что лето безо льда в Арктике неизбежно даже при самых радикальных сокращениях вредных выбросов, влияющих на глобальное потепление.
Что такое арктический летний лед
Арктический летний лед образуется на поверхности океана в Арктике с мая по сентябрь. Он является ключевым элементом экосистемы региона и влияет на климат во всем мире за счет океанических течений. В 2021 году Межправительственная группа экспертов по изменению климата пришла к выводу, что если сократить выбросы углекислого газа и ограничить рост глобальной температуры в рамках двух градусов, то летний лед в Арктике сохранится. Однако новое исследование международной группы ученых прогнозирует его исчезновение к 2030-м годам при любых сценариях.
Летний лед исчезает
В исследовании ученые из Канады, Южной Кореи и Германии впервые установили, что увеличение объема парниковых газов в атмосфере в 90% случаев способствовало ускорению таяния льда по сравнению с естественными факторами вроде солнечного излучения разной интенсивности и выбросов вулканов.
Один из участников исследования, профессор Института океанографии Гамбургского университета Дирк Нотц заявил: «Люди действительно виноваты в потерях почти всего объема арктического морского льда. Его уже поздно спасать. Ученые предупреждали об этом в течение десятилетий. Никто не прислушался. Теперь это первый крупный компонент земной системы, которого мы лишимся из-за глобального потепления. Вскоре другие климатические прогнозы тоже начнут сбываться».
Последствия таяния арктического льда
Другие климатологи в 2022 году заявляли, что мир стоит на пороге серьезных климатических изменений, связанных с глобальным потеплением. Профессор Сын Ки Мин, руководитель нового исследования, подчеркнул: «Самым важным последствием для человечества будет увеличение числа экстремальных погодных условий — волн жары, лесных пожаров и наводнений. Нам необходимо достигать более амбициозных целей по сокращению выбросов CO2, а также готовиться к более быстрому потеплению Арктики и его последствиям».
Таяние арктического морского льда приводит к тому, что океан лишается дополнительной защитной оболочки в виде льда и из-за этого поверхность воды начинает поглощать больше солнечного тепла. Этот процесс приводит к все более экстремальным погодным явлениям в Северной Америке, Европе и Азии. Исследователи считают, что палящая жара и лесные пожары на западе США в 2021 году и катастрофические наводнения в Пакистане в 2022 году, скорее всего, были также вызваны этим явлением. Более быстрое нагревание Арктики также ускоряет таяние льдов Гренландии, из-чего уровень моря повышается.
Источник
«Ежегодно появляется и исчезает целый ледяной континент»
Впервые заняться изучением биологии морского льда в Северном Ледовитом океане мне удалось на дрейфующих станциях «Северный полюс» в середине 1970-х годов. Наука о жизни во льдах была молода, и многие ее направления приходилось развивать с нуля. Особенно это касалось исследований границы «вода — лед». Понятно, что для них требовалось надеть акваланг и спуститься в прорубь в холодную воду да в темную полярную ночь над глубинами в несколько километров, под лед, который дрейфует в океане. В общем, страшная жуть! Кто меня заставлял залезать в эту пучину бесплатно, без особой страховки, без комфорта и приличного водолазного снаряжения? Да никто! Деньги, тщеславие? Черта с два, господа! Я лез в эту пучину с теми же чувствами, с которыми начинали свои предприятия люди, хотевшие узнать: «Что же там, за горизонтом?» Мне было нужно узнать то, чего никто прежде не знал, чтобы ликвидировать пробел в наших представлениях об этом неуютном месте планеты. Я лез в эту пучину, понимая, что могу остаться там навсегда, но делал все для того, чтобы этого не произошло. И самое главное, я лез туда, чтобы подняться над самим собой, преодолев и страх, и холод, ощущая необходимость сделать нечто важное. Мне повезло, что все получилось так, как надо. И теперь я могу рассказать, для чего все это делалось, а вы можете сами судить, насколько это важно. На наших глазах, буквально за одно поколение, с нашей планетой произошли такие серьезные глобальные изменения климата и среды, которых она, вероятно, не испытывала за всю историю человечества. Большинство из них — результат быстрого роста технологической активности человека, способствующей катастрофическим изменениям на региональном и планетарном уровнях, причины которых мы только начинаем осознавать. Казалось бы, технический прогресс достиг высокого уровня развития, способного удовлетворять всем нуждам человечества при самом низком уровне воздействия на природу. Но на практике все выходит наоборот. Не касаясь обсуждения всего многообразия взаимоотношений «человек — природа», остановимся на событиях, которые разворачиваются в настоящее время в полярных областях. Именно там мне в течение четырех десятилетий посчастливилось изучать биоразнообразие морских льдов, их состав, структуру и динамику.
Полярные области часто называют ключевыми, подразумевая их влияние на климат. Суммарная площадь морского льда в Северном и Южном океанах сравнима с площадью Африки. В отличие от Северного океана, морские льды которого как бы зажаты между континентами, льды Южного, напротив, находятся за пределами континента, поэтому его ледовый покров очень динамичен и испытывает мощное воздействие ветра и течений. В северных широтах лед не тает круглый год, за что Северный океан и называют Ледовитым. Его основной компонент — многолетние льды, а сезонных мало. В Антарктике, наоборот, морской ледяной покров имеет сезонный характер, поскольку почти полностью исчезает летом и вновь восстанавливается зимой. Таким образом, на поверхности планеты ежегодно появляется и вновь исчезает целый ледяной Африканский континент — можно себе представить, какую роль морские льды играют в ее климатической системе. Однако это только физическая составляющая морского льда. На мой взгляд, гораздо интереснее его обитатели. В тропиках флора и фауна развиваются в условиях суточного ритма дня и ночи и высокой, слабо изменяющейся температуры. В Арктике и Антарктике весь животный и растительный мир функционирует в продолжительные полярные дни и ночи при низкой температуре. В этом смысле условия на Северном и на Южном полюсе схожи, однако не во всем.
Диатомеи и динофлагелляты
Диатомеи — простейшие одноклеточные водоросли размером не более 0,1 мм, имеющие панцирь из кремнезема. Они встречаются в пресной и морской воде, в иле и сырой земле, во мхах и лишайниках. Диатомовые — самые массовые по численности видов организмы в планктоне морей и океанов и, как оказалось, в морских льдах Арктики и Антарктики. Динофлагелляты — простейшие жгутиконосцы с развитым внутриклеточным панцирем (на фото). Их клетки содержат хлорофилл, а питаться они могут минеральными веществами из окружающей среды. Однако среди динофлагеллят встречаются и хищники, поедающие диатомей и мелких планктонных животных. Некоторые жгутиконосцы, например ночесветки, способны к люминесценции. Они — причина свечения морской воды.
Обитатели льдов
Чем же различаются биологические сообщества морских льдов Арктики и Антарктики? Как в арктических, так и антарктических льдах обитают многочисленные микроскопические водоросли и беспозвоночные животные. В их распределении имеются свои специфические особенности, причем в многолетних арктических льдах они проявляются особенно заметно. Так, верхняя поверхность многолетнего льда населена главным образом пресноводными зелеными водорослями. В толще льда независимо друг от друга развиваются два растительных сообщества: первое — диатомовое, состоящее в основном из морских представителей, второе — все те же пресноводные водоросли. Среди животных, постоянно обитающих в толще льда, встречаются черви — нематоды и турбеллярии, а также клещи и простейшие. Важно отметить соответствие размеров ледовых организмов длине межкристаллических пространств. Длинные чечевицеобразные диатомовые водоросли, вытянутые нематоды, пластичные турбеллярии и другие организмы удачно вписываются в межкристаллические пустоты нижних слоев льда. Так, турбеллярии длиной 5 мм и шириной 1 мм обнаружены в нижних слоях льда, где средний диаметр каналов стока равен 7 мм. У нематод же длина составляет 5–8 мм, а ширина — 150–300 микрон, что значительно меньше размеров каналов. Простейшие организмы (тинтинниды, амебы, жгутиконосцы, одноклеточные водоросли) куда меньше ячеек во льду, где они обитают в промежуточных и верхних слоях. Вытянутость форм и пластичность животных и водорослей, их способность к передвижению в узких каналах оказались как нельзя кстати для жизни между кристаллами льда. Подо льдом образуются скопления водорослей, напоминающие заросли ламинарий на мелководье в Арктических морях. Обитающая здесь фауна насчитывает около 50 видов, из которых около 40 — мелкие рачки. Там же обитают два вида тресковых рыб.
Как было отмечено, морской ледяной покров Южного океана имеет сезонный характер, поэтому его обитатели своего рода временщики. Эти временщики — типично планктонные формы микроскопических водорослей, главным образом диатомовые. Они проникают в лед на ранних стадиях его образования и затем развиваются в его толще, создавая колоссальное количество органического вещества при помощи фотосинтеза. Это происходит в так называемом инфильтрационном льду. Формируется он следующим образом. Когда лед еще только образуется на открытой воде, его толщина превосходит толщину снежного покрова и основная масса льда находится выше уровня моря. По мере накопления снега лед притапливается ниже уровня моря. Вода сквозь снег продвигается к границе раздела «снег — лед», неся с собой планктонные водоросли, которые развиваются под снегом, образуя колоссальную биомассу, значительно превосходящую биомассу фитопланктона в воде подо льдом. Инфильтрационный лед — явление типичное для Южного океана. Этот феномен еще в конце XVIII века описал Джеймс Кук во время своего плавания в Антарктике, занося в корабельный журнал записи о прохождении сквозь бурые льды. Тогда еще никто не знал, что цвет льдам придают главным образом диатомовые водоросли. Удивительно, но на севере — в Арктике — инфильтрационные льды никогда не встречались до самого последнего времени. В 1997 году мы впервые обнаружили их в море Бофорта. Там появились новые виды в планктоне — тихоокеанские вселенцы. Изменились и сами льды, и подледный водный слой. Этому требовалось найти объяснение.
Источник