20130226 arktida1
Biotopem mořského ledu se zabývalo několik skupin. Na vzorkách vody z rozpuštěných kaluží sledovaly led i vodu pod ním a hledaly rostliny, živočichy i mikroorganismy. (Mar Fernandez, Alfred-Wegener-Institut)

Jak se mění Arktida globálním oteplováním a jak na to reaguje ekosystém s jeho obyvateli? „Mnohem rychleji, než se doposud předpokládalo!" zní odpověď profesorky Prof. Dr. Antje Boetiusové z institutu Alfreda Wegenera (Alfred-Wegener-Institut - AWI) v Helmholtz centru pro polární a mořský výzkum.

Na sklonku léta v roce 2012 pobývala profesorka s týmem vědců a techniků z dvanácti zemí s výzkumnou lodí přes dva měsíce v centrální Arktidě.

„Mořské dno v hloubce větší než 4 000 metrů bylo poseto chuchvalci řas, což přilákalo sumýše a lilijice," říká mikrobioložka Boetiusová, která skupinu vědců pro hlubinnou ekologii a technologii řídí.

20130226 arktida4
Prof. Antje Boetiusová, vedoucí 27. polární expedice Polárka v létě 2012. (Albert Gerdes, Marum)

Na spodní straně ledu v centrální Arktidě rostou obrovská množství řas. Když se led rozpustí jako během ledového minima v roce 2012, klesnou tyto řasy během krátké doby až k mořskému dnu do hloubky několika tisíc metrů. Sumýšové a lilijice, tedy mořští živočichové obývající mořskou hlubinu, pak řasy požírají. A to, co zbylo, rozloží bakterie. Jenomže se přitom na mořském dně spotřebovává kyslík.

Článek zabývající se krátkodobou reakcí hlubinného ekosystému na změny vodní hladiny nyní zveřejnil multidisciplinární tým vědců pod vedením prof. Dr. Antje Boetiusové v odborném časopise Science.

Pod nánosem řas bují život

Zhruba deset procent mořského dna pokrývaly chuchvalce řas o průměru až do 50 centimetrů. Vědcům se to podařilo vypátrat jen díky pozorovacímu systému dna oceánů OFOS (Ocean Floor Observation System). Dr. Frank Wenzhöfer z Helmholtz-Max-Planck skupiny s pomocí mikrosenzorů tak mohl v Arktidě pokryté ledem poprvé naměřit koncentraci kyslíku přímo na mořském dně.

Pod nánosem řas tam bujel život. Bakterie začaly řasy rozkládat, což se projevilo silně sníženým obsahem kyslíku v sedimentu pod řasami. Mořské dno v sousedních oblastech bez řas bylo naproti tomu provzdušněné až do hloubky 80 centimetrů a neobsahovalo téměř žádné rostlinné pozůstatky. V místech s odbouranými řasami se provzdušněná zóna v krátkém čase zmenšila na pouhých několik milimetrů.

Dlouhé řetězce řas pod ledovými krami

20130226 arktida2
Polárka v centrální Arktidě (pozice cca 83° S, 130° V). AWI vědci v létě 2012 zjistili, že v Arktidě dominuje převážně jednoletý tenký led. Ledová pokrývka je přerušována otevřenou vodní hladinou, a tak lze na mořském ledu pozorovat mnoho kaluží. (Mar Fernandez, Alfred-Wegener-Institut)

Kde se však bere takové velké množství řas v hlubině oceánu? Rostliny tam nemohou růst, protože chybí světlo. Na spodní straně tajících ledových ker ale byli vědci úspěšní. Všude pod mořským ledem nacházeli zbytky porostu řas. „Ví se už dlouhou dobu, že rozsivky rodu melosira arctica mohou pod ledem vytvářet dlouhé řetězy. Ovšem v takovémto rozsahu to bylo doposud zjistitelné jen v pobřežních oblastech a u starého a silného mořského ledu," vysvětluje profesorka Boetiusová.

Vědci už před třemi lety zahrnuli do plánu expedice hypotézu o možném zrychleném růstu řas pod ledem v centrální Arktidě za určitých podmínek. A nyní ji svým pozorováním podepřeli a také zveřejnili v odborném časopise Science. Řasy se tak na produkci biomasy v pánvi centrální Arktidy podílely téměř se 45 procenty. Zbytek primární produkce pak připadá na ostatní rozsivky (diatomity) a na nejmenší řasy (nanoplankton), žijící ve vrchních vrstvách vodního sloupce.

Vypasení sumýši

Odumírající rostlinný plankton klesá jen velmi pomalu vodním sloupcem a na své cestě slouží jako potrava. Dlouhé řetězy řas rodu melosira arctica se naopak shlukují a k mořskému dnu klesají rychle. V době sledování v roce 2012 tak z vodní hladiny do hlubiny oceánu exportovaly více než 85 procent primární produkce vázaného uhlíku. Vědci předpokládají, že řasy vyrostly skutečně v tom samém roce.

20130226 arktida3
Jeden až dva organismy sumýšů na metr čtvereční už představují pro výzkumníky mořských hlubin vysokou koncentraci. Tito živočichové se živí hmotou, kterou vytvářejí řasy na vodní hladině. Hmota pak klesá několik tisíc metrů ke dnu. (Mar Fernandez, Alfred-Wegener-Institut)

V centrální Arktidě našli vědci už jen jednoletý led, a řasy ze žaludků sumýšů měly v laboratoři ještě schopnost fotosyntézy. Také vypasení sumýši vykazovali vysokou výživovou použitelnost. Ruská zooložka Dr. Antonina Rogacheva z Shirshov Institute of Oceanology shledala, že tito živočichové jsou větší, než bylo doposud známo, a že mají i daleko vyvinutější rozmnožovací orgány. Tedy důkaz toho, že měli déle než dva měsíce hojnost potravy.

Světlo skrz kaluže

Vědci z institutu Alfreda Wegenera zabývající se výzkumem mořského ledu mohou vysvětlit, proč se řasám za aktuálních podmínek tak dobře daří a pod arktickým ledem tak rychle prospívají, ale v roztátém ledu životní prostor ztrácí. Tloušťku ledu stanovili vědci s vrty do ledu a elektromagnetickou sondou, kterou dotáhl vrtulník. Také nasadili podvodního robota (ROV), aby pozoroval led zespodu a změřil, kolik světla ledem proniká.

K této činnosti se vyjádřil mořský fyzik z AWI Dr. Marcel Nicolaus: „I na konci léta jsme přímo pod mořským ledem ještě nalézali řasy a díky našim měřením s robotem ROV jsme mohli odhadnout i jejich množství. Rostoucí množství roztátých kaluží nechává ledem proniknout více světla, což má vliv na rychlejší růst řas." Pod tenkou vrstvou ledu se však řasy rychleji rozpouštějí a klesají dolů.

V současné době nelze následky odhadnout

„V prvé řadě se nám podařilo prokázat, že oteplování a s ním spojené fyzikální změny vyvolávají v Arktidě v celém ekosystému až do hlubin oceánu rychlé reakce," shrnula první autorka článku Boetiusová. Hlubina oceánu byla doposud považována za zpomalený systém, jehož se globální oteplování může dotknout až se značným časovým zpožděním. Mikrobiální procesy odbourávání však i v hlubinách oceánu způsobily na potopeném materiálu vznik anoxických (bezkyslíkových) míst, alarmuje vědkyně. „Ještě nevíme, jestli jsme pozorovali nějaký jedinečný fenomén, nebo už se to nebude v dalších letech opakovat."

Aktuální předpovědi ale vycházejí z toho, že léto bez ledu by mohlo v Arktidě nastat už během příštích desetiletí. Boetiusová a její tým tak varují: „Chápeme funkci arktického ekosystému s jeho biodiverzitou a produktivitou pořád ještě příliš málo, abychom mohli odhadnout, jak dalekosáhlé změny rychlým úbytkem ledu mohou nastat." (sol / AWI)

small Germany Přeložila Bohumila Chocholová

Jak se mění Arktida globálním oteplováním a jak na to reaguje ekosystém s jeho obyvateli? „Mnohem rychleji, než se doposud předpokládalo!" zní odpověď profesorky Prof. Dr. Antje Boetiusové z institutu Alfreda Wegenera (Alfred-Wegener-Institut - AWI) v Helmholtz centru pro polární a mořský výzkum.

Na sklonku léta v roce 2012 pobývala profesorka s týmem vědců a techniků z dvanácti zemí s výzkumnou lodí přes dva měsíce v centrální Arktidě.

 

Mořské dno v hloubce větší než 4 000 metrů bylo poseto chuchvalci řas, což přilákalo sumýše a lilijice," říká mikrobioložka Boetiusová, která skupinu vědců pro hlubinnou ekologii a technologii řídí.

 

Foto: Prof. Antje Boetiusová, vedoucí 27. polární expedice Polárka v létě 2012. (Albert Gerdes, Marum)

 

Na spodní straně ledu v centrální Arktidě rostou obrovská množství řas. Když se led rozpustí jako během ledového minima v roce 2012, klesnou tyto řasy během krátké doby až k mořskému dnu do hloubky několika tisíc metrů. Sumýšové a lilijice, tedy mořští živočichové obývající mořskou hlubinu, pak řasy požírají. A to, co zbylo, rozloží bakterie. Jenomže se přitom na mořském dně spotřebovává kyslík.

 

Článek zabývající se krátkodobou reakcí hlubinného ekosystému na změny vodní hladiny nyní zveřejnil multidisciplinární tým vědců pod vedením prof. Dr. Antje Boetiusové v odborném časopise Science.