Zbog sve intenzivnijeg topljenja morskog leda na Arktiku, sunčeva svetlost sada prodire sve dublje u okean. Pošto morski zooplankton reaguje na dostupno svetlo, ovo takođe menja njihovo ponašanje – posebno kako se sićušni organizmi dižu i spuštaju unutar vodenog stuba.
Kao što je sada pokazao međunarodni tim istraživača predvođen Institutom Alfred Vegener, u budućnosti bi to moglo dovesti do češćih nedostataka hrane za zooplankton i do negativnih efekata za veće vrste, uključujući foke i kitove. Studija je objavljena u časopisu Nature Climate Change.
Kao odgovor na antropogene klimatske promene, obim i debljina arktičkog morskog leda opadaju; srednja površina morskog leda trenutno se smanjuje po stopi od 13% po deceniji. Već 2030. godine — kako pokazuju najnovije studije i simulacije — Severni pol bi mogao da vidi svoje prvo leto bez leda.
Kao rezultat toga, fizički uslovi za organizme u Arktičkom okeanu se menjaju jednako vidljivo. Na primer, zbog manjeg i tanjeg morskog leda, sunčeva svetlost može da prodre mnogo dalje ispod površine. Shodno tome, pod određenim uslovima, primarna proizvodnja – tj. rast – mikroalgi u vodi i ledu može se značajno povećati. Kako ovi promenljivi svetlosni uslovi utiču na više trofičke nivoe u lancu ishrane — poput zooplanktona, koji se delimično hrane mikroalgama — ostaje slabo shvaćeno. S tim u vezi, međunarodni tim istraživača na čelu sa dr Haukeom Floresom sa Instituta Alfred Vegener, Helmholc centar za polarna i morska istraživanja (AVI) sada je stekao dragocene uvide.
Prema Floresu, „Svakog dana, najveće masovno kretanje organizama na našoj planeti odvija se u okeanu — dnevna migracija zooplanktona, koji uključuje sitne kopepode i kril. Noću, zooplankton se uzdiže blizu površine vode do Kada dođe dan, migriraju nazad u duboke, čuvajući ih od predatora.“
„Iako su pojedinačni organizmi minijaturni, ovo zajedno čini ogromno dnevno vertikalno kretanje biomase unutar vodenog stuba. Ali u polarnim regionima, migracija je drugačija — sezonska je; drugim rečima, zooplankton prati sezonski ciklus. Tokom tokom višemesečnog sjaja polarnog dana tokom leta, oni ostaju u dubini; tokom višemesečne tame polarne noći zimi, deo zooplanktona se podiže i ostaje u vodi blizu površine neposredno ispod leda.“
I dnevne migracije na nižim geografskim širinama i sezonske migracije u polarnim regionima su pretežno diktirane sunčevom svetlošću. Sićušni organizmi obično preferiraju uslove sumraka. Oni vole da ostanu ispod određenog intenziteta svetlosti (kritičnog zračenja), koji je obično prilično nizak i leži dobro u opsegu sumraka. Kada se intenzitet sunčeve svetlosti promeni tokom dana ili godišnjih doba, zooplankton odlazi tamo gde može da pronađe željene svetlosne uslove, što na kraju znači da se dižu ili tonu u vodenom stubu.
„Pogotovo kada je reč o najviših 20 metara vodenog stuba, odmah ispod morskog leda, nije bilo dostupnih podataka o zooplanktonu“, objašnjava Flores. „Ali upravo je ovo teško dostupno područje najinteresantnije, jer se nalazi u i neposredno ispod leda gde rastu mikroalge kojima se zooplankton hrani.
Da bi tamo mogli da očitaju, tim je dizajnirao i izgradio autonomnu biofizičku opservatoriju, koju su privezali ispod leda na kraju ekspedicije MOSAiC sa AVI istraživačkim ledolomcem Polarstern u septembru 2020. Ovde—daleko od bilo kakvog svetlosnog zagađenja usled čoveka aktivnosti — sistem je bio u stanju da neprekidno meri intenzitet svetlosti ispod leda i kretanje zooplanktona.
„Na osnovu naših očitavanja identifikovali smo izuzetno nisku kritičnu ozračenost za zooplankton: 0,00024 vata po kvadratnom metru“, kaže istraživač AVI. „Potom smo ovaj parametar uneli u naše kompjuterske modele za simulaciju sistema morskog leda. To nam je omogućilo da projektujemo, za niz klimatskih scenarija, kako bi se dubina ovog nivoa zračenja promenila do sredine ovog veka ako bi morski led postajao sve tanji i tanji zbog klimatskih promena.“
Zbog stalno opadanja debljine leda, kritični nivo zračenja bi padao na veće dubine ranije i ranije u godini i ne bi se vratio u površinski sloj sve kasnije i kasnije tokom godine. Pošto zooplankton u osnovi ostaje u vodama ispod ovog kritičnog nivoa, njihova kretanja bi odražavala ovu promenu. Shodno tome, u ovim budućim scenarijima oni ostaju na većim dubinama sve duže i duže, dok im vreme blizu površine ispod leda zimi postaje sve kraće i kraće.
„U toplijim budućim klimama, led će se formirati kasnije u jesen, što će rezultirati smanjenom proizvodnjom ledenih algi“, objašnjava Flores. „Ovo bi, u kombinaciji sa njihovim odloženim izlaskom na površinu, moglo dovesti do češćih nestašica hrane za zooplankton zimi. U isto vreme, ako zooplankton poraste ranije u proleće, to bi moglo da ugrozi larve ekološki važnih vrsta zooplanktona. žive na dubljim nivoima, od kojih bi odrasli mogli da pojedu više.“
„Sve u svemu, naša studija ukazuje na ranije zanemaren mehanizam koji bi mogao dodatno smanjiti šanse arktičkog zooplanktona za opstanak u bliskoj budućnosti“, kaže Flores.
„Ako se to dogodi, to će imati fatalne posledice po ceo ekosistem, uključujući foke, kitove i polarne medvede. Ali naše simulacije takođe pokazuju da će uticaj na vertikalnu migraciju biti mnogo manje izražen ako se postigne cilj od 1,5° od ako emisije gasova staklene bašte rastu nekontrolisano. Prema tome, svaka desetina stepena antropogenog zagrevanja koje se može izbeći je kritična za arktički ekosistem.“
