site.btaЗагубата на морски лед променя цветовете на светлината в океанската вода, установиха учени

Топенето на морския лед в полярните региони заради глобалното затопляне не само увеличава количеството светлина, която прониква в океана, но и променя неговия цвят, установиха учени, цитирани от електронното издание Юрикалърт. 

Има последици за фотосинтезиращите организми като ледените водорасли и фитопланктона, предупреждават морските биолози Моника Соя-Вожняк и Йеф Хюисман от Института за биоразнообразие и динамика на екосистемите към Амстердамския университет. Изследването им е публикувано в изданието Nature Communications.

Двамата учени си сътрудничат с международен изследователски екип, който включва сътрудници от Нидерландия и Дания. Те проверяват как загубата на морския лед променя подводната светлинна среда. 

Морският лед и морската вода се различават съществено по начина, по който пропускат светлината. Ледът силно разпръсква светлината и отразява голяма част от нея, като позволява на малко лъчи да проникнат. Ограниченото количество светлина обаче съдържа почти пълния й видим спектър. 

Морската вода пък поглъща червената и зелената светлина, а синята успява да проникне в дълбините. Именно това придава на океана син цвят.

Друга съществена разлика между леда и водата е в ролята на т.нар. молекулни вибрации. Молекулите на водата са свободни да се движат и да вибрират. Те избирателно премахват части от светлинния спектър, като създават условия за достъп до фотосинтеза, казват учените.

Предишни изследвания показаха, че се създават "спектрални ниши" - различни дължини на вълните, достъпни за фотосинтезиращите организми. Фитопланктонът и цианобактериите са развили разнообразие от пигменти, настроени към различните спектрални ниши, което определя глобалното им разпространение в океаните, крайбрежните води и езерата, отбелязват специалистите.

В леда обаче водните молекули са заключени в твърда кристална решетка. Това пречи на молекулярните вибрации, поради което под него се запазва по-широк спектър на светлината. Тази важна разлика играе ключова роля за спектралната промяна, която настъпва при топенето на морския лед.

Когато морският лед изчезне и отстъпи място на откритите води, подводната светлинна среда се променя от широк спектър от цветове към по-тесен, доминиран от синьото. Тази промяна е от решаващо значение за фотосинтезата, е мнението на специалистите.

"Фотосинтетичните пигменти на водораслите, живеещи под морския лед, са приспособени да използват оптимално широката гама от цветове, присъстващи в малкото количество светлина, преминаваща през леда и снега", казва водещият автор на проучването Моника Соя-Вожняк. "Когато ледът се разтопи, тези организми изведнъж се оказват в среда, доминирана от синьото, която не е подходяща за техните пигменти".

С помощта на оптични модели и спектрални измервания изследователите показват, че тази промяна в цвета на светлината не само променя ефективността на фотосинтезата, но може да доведе и до промени във видовия състав. Видовете водорасли, специализирани в синята светлина, могат да получат силно конкурентно предимство в сравнение с ледените водорасли, отбелязват изследователите. 

Според проф. Хуисман тези промени могат да имат каскадни екологични последици. "Фотосинтезиращите водорасли са в основата на арктическата хранителна верига. Промените в тяхната продуктивност или видов състав могат да се разпространят нагоре и да засегнат рибите, морските птици и морските бозайници. Освен това фотосинтезата играе важна роля в естественото усвояване на въглероден диоксид от океана".

Проучването подчертава, че изменението на климата в полярните региони не е само топене на ледовете - то предизвиква фундаментални промени в ключови процеси като предаване на светлина и енергийни потоци в морските екосистеми, отбелязва Юрикалърт.