Mokslininkai sunerimę: tirpstantys ledynai keičia vandenyno spalvą ()
Tirpstantys ledynai keičia ne tik į vandenyną patenkančios šviesos kiekį, bet ir jo spalvą, sutrikdydamas fotosintezę ir subtiliai, bet giliai pakeisdamas Arkties ekosistemas, rašo scitechdaily.com.
© Monigocan (Free Pixabay license) | https://pixabay.com/photos/iceberg-ice-water-frozen-melting-3050473/
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Dėl visuotinio atšilimo tirpstant ledynams poliariniuose regionuose, keičiasi ne tik į vandenyną patenkančios saulės šviesos kiekis. Keičiasi ir povandeninės šviesos spalva, o tai turi didelių pasekmių gyvybei po paviršiumi, teigia tyrėjai.
Naujas tyrimas, paskelbtas žurnale „Nature Communications“ parodė, kad šie pokyčiai gali smarkiai paveikti mažyčius, bet gyvybiškai svarbius organizmus, tokius kaip dumbliai ir fitoplanktonas.
Tyrimui vadovavo jūrų biologai Monika Soja-Woźniak ir Jef Huisman iš Amsterdamo universiteto Biologinės įvairovės ir ekosistemų dinamikos instituto.
Tarptautinė mokslininkų komanda, į kurią taip pat įėjo kolegos iš Nyderlandų ir Danijos, tyrinėjo, kaip tirpstantis jūros ledas keičia povandeninę šviesos aplinką.
Vandens molekulinės vibracijos
Ledas atspindi ir išsklaido didžiąją dalį saulės spindulių, praleisdamas tik nedidelę jų dalį.
Visgi ta nedidelė dalis apima beveik visus matomos šviesos bangos ilgius. Tuo tarpu atviras vanduo sugeria raudonos ir žalios spalvos šviesą, o mėlynai leidžia sklisti giliau – būtent todėl vandenynas mums atrodo mėlynas.
|
Kitas svarbus ledo ir skysto vandens skirtumas yra molekulinių vibracijų vaidmuo.
Skystame vandenyje H₂O molekulės gali laisvai judėti ir vibruoti, todėl susidaro skirtingos sugerties juostos tam tikruose bangos ilgiuose.
Šios juostos selektyviai pašalina šviesos spektro dalis, sukurdamos tarpus fotosintezei prieinamoje šviesoje.
Ankstesni tyrimai parodė, kad šios molekulinės sugerties ypatybės sukuria „spektrines nišas“ – skirtingus bangos ilgių rinkinius, prieinamus fotosintetinantiems organizmams.
Fitoplanktonas ir melsvabakterės išvystė įvairius pigmentus, pritaikytus skirtingoms spektrinėms nišoms, formuodamos jų pasaulinį pasiskirstymą vandenynuose, pakrančių vandenyse ir ežeruose.
Lede vandens molekulės yra sustingusios kristalinėje gardelėje, todėl negali laisvai vibruoti, kaip skystame vandenyje. Dėl šios struktūros lede nesusidaro tos pačios šviesos sugerties juostos, kurios būdingos skysčiui.
Tai reiškia, kad po jūros ledu išlieka platesnis šviesos spektras. Šis skirtumas turi didelę reikšmę – tirpstant ledynams keičiasi po juo prieinamos šviesos savybės, o tai veikia visą fotosintezės procesą ir gyvybę vandenyje.
Ekologinės pasekmės
Dėl ištirpusio vandenyno ledo keičiasi ir povandeninė šviesos aplinka – nuo plataus spalvų spektro pereinama prie siauresnio, kuriame vyrauja mėlyna spalva. Šis spektro pokytis yra itin svarbus fotosintezei.
„Po ledu gyvenančių dumblių fotosintetiniai pigmentai yra prisitaikę efektyviai panaudoti platų šviesos spektrą, kuris pasiekia juos pro ledą ir sniegą, nors šviesos kiekis ir labai mažas, – sako pagrindinė tyrimo autorė Monika Soja-Woźniak. – Kai ledas ištirpsta, šie organizmai staiga atsiduria aplinkoje, kurioje dominuoja mėlyna šviesa, o tai mažiau tinka jų pigmentams.“
Naudodami optinius modelius ir spektrinius matavimus, tyrėjai nustatė, kad šis šviesos spalvos pokytis ne tik keičia fotosintezės efektyvumą, bet ir gali lemti rūšių sudėties pokyčius.
Pavyzdžiui, mėlynojoje šviesoje, anot tyrėjų, kai kurios dumblių rūšys gali įgyti didelį konkurencinį pranašumą.
J.Huismanas pastebėjo, kad šie pokyčiai gali turėti kaskadinį ekologinį poveikį.
Fotosintetinančių vandens augalų grupei priklausantys dumbliai sudaro Arkties mitybos tinklo pagrindą.
Jų produktyvumo ar rūšių sudėties pokyčiai gali sukelti bangas ir paveikti žuvis, paukščius bei žinduolius. Be to, fotosintezė vaidina svarbų vaidmenį natūralioje vandenyno CO2 absorbcijoje.
Tyrime pabrėžiama, kad klimato kaita poliariniuose regionuose ne tik tirpdo ledą – ji sukelia esminius pokyčius pagrindiniuose procesuose, tokiuose kaip šviesos pralaidumas ir energijos srautas ekosistemose.
Rezultatai nurodo svarbą įtraukti šviesos spektrus ir fotosintezę į klimato modelius bei vandenynų prognozes, ypač poliariniuose regionuose, kur aplinkos pokyčiai vyksta precedento neturinčiu greičiu.
