Но международная группа из 62 ученых, изучавших более 100 озер, пришла к выводу, что жизнь подо льдом яркая, сложная и удивительно активная. Их выводы могут усложнить понимание пресноводных систем, так же как изменение климата приводит к потеплению озер по всей планете.
«Поскольку ледовые сезоны во всем мире становятся короче, мы теряем лед без глубокого понимания того, что мы теряем», — сказала Стефани Хэмптон, профессор Университета штата Вашингтон и ведущий автор исследования, опубликованного в журнале Ecology Letters. «Корм для рыб, химические процессы, влияющие на выбросы кислорода и парниковых газов, будут меняться по мере того, как лед отступит».«Озеро не засыпает, когда оно покрыто покровом изо льда и снега», — сказала Лиз Блад, директор программы отдела экологической биологии Национального научного фонда, финансировавшего исследования. "Хотя более низкие температуры и уровень освещенности зимой могут заставить жизнь в озере замедлиться, водорослей и зоопланктона все еще много.
«Что произойдет, если ледяной покров озера уменьшится при потеплении?» она сказала. «Эти результаты — важный шаг в понимании того, какие могут быть далеко идущие изменения для озерных экосистем».Прозрачность льда и рост водорослей
Пресная вода имеет фундаментальное значение для общества. Мы используем его для питья, производства, производства энергии, орошения и рыбы — особенно важного источника белка в развивающихся странах. Ожидается, что глобальное потепление изменит то, что мы ценим в пресной воде, поскольку исследование, проведенное в соавторстве с Хэмптоном в прошлом году, показало, что озера по всему миру нагреваются.
Новое исследование показало, что то, что происходит зимой, может существенно повлиять на то, что происходит в остальное время года. Это особенно актуально для озер, которые пропускают много солнечного света, стимулируя рост водорослей и зоопланктона на нижней стороне льда. Они, в свою очередь, служат источником пищи для рыб в начале их вегетационного периода.
«В некоторых озерах, где лед действительно чистый, а снежного покрова мало, может быть много фотосинтеза и большая продуктивность», — сказал Хэмптон, имеющий большой опыт изучения Байкала в России, самого глубокого озера в мире. «Итак, в этом исследовании было несколько озер, где продуктивность зимой фактически превышала продуктивность, которую можно было бы увидеть летом».’Уникальная маленькая микроэкосистема’Хэмптон сказала, что ее российские коллеги видели «уникальную маленькую микроэкосистему» подо льдом с волокнами, свисающими с поверхности.
«Интересно подумать об этих озерах, которые пропускают много света сквозь лед», — сказала она. «Российские исследователи, которые проводят много времени на Байкале, напоминают нам, что когда вы получаете лед, у вас появляется новая среда обитания. Это может быть обширная среда обитания, простирающаяся по всему озеру».Морские биологи документально подтвердили ключевую роль морского льда в поддержании полярных пищевых сетей.«Под морским льдом вы видите рост продуктов с повышенным содержанием полезных жирных кислот и вклад до 30 процентов в общую годовую продуктивность», — сказал Аарон Галлоуэй из Орегонского института морской биологии, соавтор, который был докторантом в WSU, когда проводилось исследование. началось.
Но до этого исследования пресноводные ученые «вообще не могли делать никаких подобных оценок», — сказал Хэмптон. Исследования замерзших пресноводных водоемов были слишком поверхностными. Действительно, группа по экологии планктона Международного общества лимнологов, оказавшая большое влияние на науку о водных ресурсах, разработала теоретическую модель озер, включающую взаимодействие планктона, питательных веществ, температуры и перемешивания. Но в 2011 году группа фактически заявила, что на зиму не обращают внимания.
«Это было довольно сильное заявление о том, как мало мы знаем о зиме», — сказал Хэмптон.Проведено 140 наборов измерений.
Поэтому она и ее коллеги-экологи по озеру разместили запрос данных в рассылке профессиональных коллег, ожидая, может быть, 30 ответов. Они получили 140 ответов от исследователей с измерениями различных зимних условий, таких как уровень планктона и питательных веществ, которые можно было сравнить с летними значениями.
Их выводы сильно различались, часто в зависимости от того, было ли озеро покрыто прозрачным льдом или снегом, который блокировал большую часть света.«В некоторых случаях мы знаем, что зоопланктон подо льдом действительно важен для посева популяций, которые вырастут летом и станут более многочисленными», — сказал Хэмптон.
В других случаях водоросли могут потреблять большое количество питательных веществ подо льдом, поэтому у летних водорослей их меньше для собственного роста.Последствия изменения климата
Изменение климата представляет собой еще один набор соображений.«С изменением климата меняется ряд вещей, которые фактически влияют на характеристики самого льда», — сказал Хэмптон. Ледовый сезон может быть короче.
Снега может быть меньше, что позволит пропускать больше света. Или во время образования льда может быть больше дождя, что сделает лед мутным.
Предсказать эти изменения, по ее словам, «будет непросто».Тем не менее, озерным ученым нужно будет достать зимнее снаряжение.
«В целом, это исследование говорит нам, что у лимнологов больше нет межсезонья», — сказал Хэмптон. «Больше никаких простоев, тем более что мы так быстро теряем лед».