Een abnormaal seizoen van intense gletsjersmelt in 2002 veroorzaakte in het daaropvolgende decennium meerdere duidelijke veranderingen in de fysieke en biologische kenmerken van de McMurdo Dry Valleys in Antarctica, nieuw onderzoek onder leiding van de Universiteit van Colorado Boulder blijkt.

De bevindingen suggereren dat zelfs abrupte, kortstondige klimaatgebeurtenissen kunnen veranderingen op de lange termijn veroorzaken in poolgebieden die zich over meerdere jaren ontvouwen en vervolgens het algemene traject van een ecosysteem veranderen.

Het nieuwe onderzoek verschijnt vandaag in het tijdschrift Natuurecologie en evolutie .

De McMurdo Dry Valleys (MDV) zijn het grootste ijsvrije gebied van Antarctica en worden vanwege hun lage luchtvochtigheid en schaarse neerslag beschouwd als een poolwoestijnomgeving. Nu in zijn 25e jaar, McMurdo Dry Valleys Long-Term Ecological Research (LTER) van de National Science Foundation heeft een continu multi-decennium record van atmosferische en ecologische gegevens op de MDV-onderzoekslocatie opgeleverd.

Tussen 1987 en 2000, de MDV-regio kende een periode van afkoeling, tijdens welke de gemiddelde zomertemperaturen gestaag daalden, terwijl de zonnestraling geleidelijk toenam. De trend resulteerde in verwachte veranderingen in de meeste biologische variabelen, waaronder verminderde stroom en grotere dikte van permanente ijsbedekkingen op meren.

In 2002, echter, de MDV kende een abnormaal warm en zonnig zomerseizoen, veroorzaakte de grootste hoeveelheid gletsjersmeltwater sinds 1969. De abrupte gebeurtenis leidde tot talrijke veranderingen in de meren, stromen en bodems van de MDV in het volgende decennium.

"Dit overstromingsjaar was het scharnierpunt, " zei Michael Gooseff, een fellow in CU Boulder's Institute of Arctic and Alpine Research (INSTAAR) en de hoofdonderzoeker voor het MDV LTER-project. "Daarvoor, alle fysieke en biologische indicatoren waren in dezelfde richting gegaan."

In plaats van een nauw gecorreleerde verandering, echter, biologische reacties op het seizoen 2002 varieerden en, in sommige gevallen, jaren achterlopen. Bijvoorbeeld, de onderzoekers ontdekten dat een voorheen afnemende dominante bodemsoort langzaam toenam na het jaar van de overstroming, terwijl een zeldzamere soort positiever reageerde op de vochtpuls en zag dat de bevolkingsgroei werd overgedragen naar de volgende zomers.

"Langetermijnregistraties zijn essentieel om te begrijpen hoe en wanneer gemeenschappen van organismen samen of als individuele soorten kunnen reageren wanneer ze worden geconfronteerd met abrupte veranderingen in hun omgeving, " zei Ross Virginia, directeur van het Institute of Arctic Studies aan het Dartmouth College en co-auteur van de studie. "Terwijl het klimaat verandert in de droge valleien, dit soort biotische reacties en interacties zullen de toekomstige biodiversiteit vormgeven."

Paul Cutler, de NSF-programmamedewerker voor de twee LTER's op Antarctica, merkte op dat deze resultaten de waarde onderstrepen van het verzamelen van gegevens over decadale tijdschalen.

"De natuurlijke wereld werkt op niet-lineaire manieren en op veel verschillende tijdschalen, van dagelijkse cycli tot processen die eeuwen duren, " zei Cutler. "De LTER's zijn instrumenteel in het meten en ontcijferen van deze complexiteiten om basisbegrip van het functioneren van ecosystemen te informeren en voorspellingen van de toekomst van kritieke ecosystemen te verfijnen, vooral in gebieden zoals de Droge Valleien, die een oude, maar potentieel delicaat ecologisch evenwicht."

De bevindingen suggereren dat significante transformaties van Antarctische ecosystemen nu aan de gang zijn en zullen blijven worden beïnvloed door toekomstige klimaatgebeurtenissen.

"Een enkel extreem smeltseizoen leidde tot een asynchroon patroon, " zei Gooseff, die ook een universitair hoofddocent is bij de afdeling civiele zaken van CU Boulder, Milieu- en bouwtechniek. "Het kan de abrupte, kortstondige gebeurtenissen die optreden als reactie op klimaatverandering die langdurige veranderingen veroorzaken in fysieke en biologische aspecten van polaire ecosystemen."