去年夏天，乘坐美国国家航空航天局（NASA）研究船前往北极的科学家们正在寻找气候变化的迹象。他们发现的是隐藏在该地区海冰之下一个秘密世界。
在他们穿越阿拉斯加海岸附近的楚科奇海时，他们震惊地发现冰层下出现了大量的浮游植物繁殖现象——水中充满了微小的植物生命，以至于水变成了不透明的鲜绿色。这一发现颠覆了秋季形成的海冰会给下方的海洋带来寒冷、黑暗和几乎没有生命的季节的观念。
“这就是你作为科学家所追求的，”达特茅斯学院的海冰专家，该研究的合著者唐·佩罗维奇说。该研究昨天发表在《科学》杂志上。“这是意料之外的。这是纯粹的发现。”
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主要作者，斯坦福大学的生物海洋学家凯文·阿里戈说，这些发现相当于“我们对北极生态系统理解的根本转变”。
他说：“显然，北冰洋的某些部分比我们想象的具有更高的生物生产力。”
科学家们认为，这种繁殖是该地区海冰变化的结果，随着气候变暖，海冰正在退缩和变薄。
“几十年前，这个区域会有很厚的多层冰，可能厚达3米——9到10英尺，”阿里戈说。“不可能有阳光穿透这么厚的冰层，发生这样的繁殖。”
但是现在，科学家们研究的楚科奇海部分覆盖着3英尺厚的“第一年”海冰，这种冰在秋季形成，在春季融化。
更多阳光 = 浮游植物大量繁殖
更多的阳光能够穿透更薄的冰层，降雪减少和冰面上融水池的增加也加剧了这种效应。
佩罗维奇说，这些水池“是从天空到海洋的窗户”。“它们传递了大约50%的可见阳光。”
这些光线，加上冰下富含营养的水，是浮游植物爆发的绝佳配方。
“这种繁殖中浮游植物的数量——从上到下——比世界上任何地方在开阔水域中看到的任何繁殖都多，”研究浮游植物已有25年的阿里戈说。
他把充满浮游生物的水比作“豌豆汤”。这种密集的繁殖，在某些地方深达150多英尺，从冰层边缘延伸到冰层内部70多英里处。
尽管研究人员只检查了楚科奇海的一小部分，但他们认为，在北极地区大约25%的区域，条件已经成熟，可以进行类似的浮游生物大规模繁殖。
这种现象如此广泛的可能性表明，科学家们低估了浮游植物吸收北冰洋二氧化碳的数量——浮游植物从大气中吸收二氧化碳来产生能量——以及以它们为食的动物。
给谁的早期盛宴？
这种繁殖可能导致春季的到来与野生动物一年一度的向北迁徙寻找美味的浮游植物食物之间的脱节现象日益严重。
由于气候变暖，北极的开阔水域浮游植物繁殖现在比20世纪90年代提前大约一个月开始。科学家们担心，这会扰乱候鸟的迁徙时间，比如北极燕鸥、雪雁和加州灰鲸，它们曾经在一年一度的浮游植物繁殖高峰期到达觅食。
在北极海冰开始在春天融化之前，发现大量的浮游生物开始繁殖，稍微改变了之前的看法。
阿里戈说，“冰下繁殖对任何以海底为食的东西都有好处”，因为它们开始于水中捕食者较少的时候，这些捕食者会消耗浮游生物——这意味着更多的微小生物会落到海底。
这可能对诸如蛤蜊、灰鲸、海象和绒鸭等底部觅食者有好处。但是海鹦、燕鸥和其他以吃浮游生物的鱼类为食的动物可能会失利，因为它们甚至无法穿透薄薄的海冰。
但是威廉玛丽学院的海洋科学家，该研究的贡献者沃克·史密斯说，尚不清楚这些赢家和输家将如何相互作用来重塑北极生态系统。
他说：“我们现在还不能很好地预测这种转变对食物网的影响。”
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