Wetenschappers weten dat de bruingrijze algen die de Groenlandse ijskap in de zomer donkerder maken ervoor zorgen dat het ijs sneller smelt, maar pas onlangs hebben ze deze bloemen in het veld gemeten, en slechts op enkele plaatsen. Om algenbloei in grote regio's te meten en hun effecten op smelten in de loop van de tijd te begrijpen, ze wenden zich nu tot de ruimte.

"Wetenschappers gaan het veld in en bemonsteren een of twee plekken waar deze bloemen voorkomen, maar we weten niet echt hoe ze in de loop van de tijd of over een groot gebied veranderen, " zei Shujie Wang, hoofdauteur van een recente studie die aantoont dat satellieten kunnen worden gebruikt om de groei van ijsalgen over grote gebieden te volgen.

Om algengroei te meten, Wang en haar collega's leenden een al lang bestaande methodologie die door andere wetenschappers werd gebruikt om algen in de oceanen te meten, met behulp van satellietwaarnemingen van aquarel. Zeealgen verschillen van die op ijs, maar beide soorten bevatten chlorofyl-a, die een duidelijke gereflecteerde bijna-infrarode stralingssignatuur heeft die satellietsensoren kunnen detecteren.

Het in kaart brengen van gletsjeralgen over ruimte en tijd kan onderzoekers inzicht geven in hoe algen de reflectiviteit beïnvloeden, of albedo, van het ijsoppervlak, zei Wang, die het onderzoek uitvoerde als postdoctoraal wetenschapper aan de Lamont-Doherty Earth Observatory van Columbia University. Ze is nu een assistent-professor geografie aan de Penn State University.

"Albedo is cruciaal om te begrijpen hoe ijs smelt en wat er in de toekomst zal gebeuren aan de bijdrage van Groenland aan de zeespiegelstijging, " zei Lamont-Doherty onderzoeksprofessor Marco Tedesco, die toezicht hield op Wang's werk. "Er is weinig bekend over de effecten van algen hierop, en het werk van Shujie is in dit opzicht baanbrekend."

Lichtgekleurde sneeuw en ijs hebben een hoog albedo, wat betekent dat ze de meeste binnenkomende zonnestraling terugkaatsen naar de atmosfeer. Maar als algen zich ophopen, ze verdonkeren het oppervlak; hierdoor absorbeert het meer straling, het ijs opwarmen en het smelten van het oppervlak versnellen.

De onderzoekers gebruikten gegevens van de Medium Resolution Imaging Spectrometer (MERIS) op de Envisat-satelliet van de European Space Agency om de algenbloei in het zuidwesten van Groenland van 2004 tot 2011 te kwantificeren. Ze vergeleken de gegevens met metingen in het veld en door NASA's Moderate Resolution Imaging Spectrometer ( MODIS), die oppervlakte albedo meet.

Ze ontdekten dat chlorofyl-a-signaturen vastgelegd door MERIS overeenkwamen met veldgegevens, Dit bevestigt dat onderzoekers satellietgegevens in oceaankleuren kunnen gebruiken om de groei van algen te meten en te zien hoe deze in de zomer verandert. Hetzelfde gold voor de albedoveranderingen gemeten door MODIS.

"We kwamen met een ruwe schatting dat als de algengroei verdubbelt, dan neemt albedo af tussen 2 procent en 4 procent, "zei Wang. "Deze biologische component is nooit eerder opgenomen in klimaatmodellering."

De onderzoekers ontdekten ook dat jaren met minder bewolkte dagen, en dus meer zonnestraling, zag meer algenontwikkeling. "Algen hebben zonnestraling nodig om energie te creëren door middel van fotosynthese, dus kortegolfstraling kan een belangrijke factor zijn die bepaalt hoeveel algen zullen groeien of hoe ze ruimtelijk verdeeld zijn, ' zei Wang.

De wisselwerking tussen klimaat, algen en ijs zorgen voor een kringloop die het smeltproces kan versnellen. Terwijl Groenland opwarmt, hogere temperaturen zorgen er direct voor dat meer ijs smelt. Maar de opwarming lijkt ook de atmosferische circulatiepatronen te veranderen, en de laatste tijd is er een trend naar meer zonnige dagen. Meer zonnige dagen betekent dat het ijs meer zonnestraling zal absorberen en sneller zal smelten. De zonnestraling bevordert ook de algengroei, verder versnellend smelten.

Naast het verbeteren van regionale klimaatmodellen, het onderzoek heeft implicaties voor de verkenning van andere planeten. "Algen en bacteriën zijn het enige leven op de ijskap, en het is fascinerend om je voor te stellen dat de gebieden waar ze gedijen het dichtst bij buitenaards leven staan, " zei Tedesco, die ook een functie bekleedt bij het NASA Goddard Institute for Space Studies.

De volgende stap is om te kwantificeren hoeveel algenontwikkeling de productie van smeltwater verhoogt. Wang is van plan om die vraag in een volgend onderzoek te beantwoorden.

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan Earth Institute, Columbia University http://blogs.ei.columbia.edu.