藻类可能是格陵兰冰盖融化的原因

“黑色与绽放”项目探索微生物如何帮助决定北极融化的速度

生长在冰雪上的藻类产生了万花筒般绚丽的色彩。

研究人员本月正在格陵兰冰盖上广泛开展工作,以探索一个对其未来至关重要但却被忽视的影响因素:红色、绿色和棕色的藻类大量繁殖。这些藻类使冰雪变暗,导致其吸收更多阳光并更快融化。

耗资300万英镑(400万美元)的 “黑色与绽放”项目 旨在测量藻类如何改变格陵兰冰盖反射回太空的阳光量。“我们想了解究竟有多少黑暗是由微生物造成的,又有多少是由其他物理因素造成的,例如烟尘或矿物粉尘,”英国布里斯托大学的生物地球化学家、该项目首席研究员马丁·特兰特说。

团队科学家本周抵达格陵兰的康克鲁斯瓦格附近,进行为期6周的观测。这项工作将持续两个夏季,探索冰盖的不同区域。最终,科学家们希望对 生物过程如何影响格陵兰的反射率形成首次深入的理解。


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根据这些结果,气候建模者应该能够改进他们对冰盖在未来几十年内可能融化的估计——冰盖蕴含的 水量足以使海平面上升七米。过去几年以及今年,格陵兰各地的气温和融化记录都 创下新高

纽约州帕利塞兹的拉蒙特-多尔蒂地球观测站的地球物理学家马可·泰代斯科说,“黑色与绽放”项目将提供“独一无二的数据集”,以帮助研究人员更好地了解格陵兰的未来。

特兰特补充说,这项工作也可能影响对其他地区(如喜马拉雅山脉)供水量的预测,那里的产水冰川上点缀着藻类大量繁殖。

夏季派对

几十年来,格陵兰微生物学的大多数研究都集中在冰锥穴上,冰锥穴是冰盖表面充满深色有机物和适应冰雪的藻类的小坑。但是,每年夏天,光合藻类的大量繁殖也会覆盖积雪覆盖的冰盖。其中一些,例如 雪衣藻,最初以绿色的形式蔓延,因为它们开始进行光合作用,然后当它们产生类胡萝卜素色素以保护自己免受太阳紫外线照射时,会变成红色。

英国利兹大学和德国波茨坦地学研究中心的生物地球化学家、团队成员莉安·本宁说:“它们是非常懒惰的藻类——它们睡九个月,然后醒来开派对。”

藻类创造了广阔而色彩缤纷的区域,俗称“西瓜雪”。上个月,在《自然通讯》杂志上,本宁和她的团队报告了 在整个北极地区的冰川中采集西瓜雪样本。他们发现有 6 种藻类生活在挪威、瑞典、格陵兰和冰岛的 40 个红雪地点。通过比较红雪和干净雪的光学特性,他们估计藻类大量繁殖可能会在融化季节将反射率降低 13%。本宁说:“无论我们看向哪里,影响都非常显著。”

在雪覆盖层融化一个季节后,其他种类的藻类会接管。这些适应冰雪的藻类通常呈棕灰色,不如红色和绿色的藻类那样引人注目,但对于使冰盖变暗同样重要。本宁说,只是在过去几年里,科学家们才开始意识到,冰盖上的一些深色颗粒实际上是这些冰藻,而不是烟尘。

一个腐烂的发现

特兰特说,大约四年前,当他在格陵兰冰盖边缘工作并忘记带冰川护目镜时,他产生了“黑色与绽放”的想法。他转而戴上遮阳自行车眼镜,突然色彩在他眼前跳了出来。他说:“在冰面融化的任何地方,我都能看到淡紫色。” “我说伙计们,这块腐烂的冰里长满了藻类。”

“黑色与绽放”是首次系统地探索藻类在使冰盖变暗方面作用的尝试。最初的野外考察季侧重于格陵兰岛西南部的一个 “黑雪”地点,丹麦和格陵兰地质调查局的合作者杰森·博克斯和马雷克·斯蒂巴尔一直在量化沉降到格陵兰岛上的烟尘和矿物粉尘。现在,微生物学家们带着设备抵达,以采集冰面上各种斑点的藻类和细菌物种的样本。

“黑色与绽放”项目的核心是一个边长半公里的研究区域。在这里,研究人员将收集黑碳和微生物的样本,同时测量入射阳光和反射率。他们还将徒步和使用无人机进行横断面考察,以更全面地了解藻类大量繁殖的情况。

特兰特说,由于过去几年融化季节延长,藻类有更多时间繁殖并使冰盖变暗。明年,该团队计划在季节初期外出,在五月积雪开始融化、藻类从冬眠中醒来时到达那里。

本文经许可转载,并于 2016年7月15日首次发表

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