Kleine fotosynthetische zeealgen zijn een belangrijk onderdeel van het Arctische mariene ecosysteem, maar hun rol voor de ecologie van de Noordelijke IJszee wordt al tientallen jaren onderschat. Dat is de conclusie van een team van wetenschappers die meer dan een halve eeuw onderzoek naar het voorval hebben gesynthetiseerd, omvang en samenstelling van fytoplanktonbloei onder Arctisch zee-ijs. De resultaten zijn gepubliceerd in een speciale uitgave van Grenzen in de mariene wetenschappen gewijd aan onderzoek in de Noordelijke IJszee.

Fytoplankton zijn vrij zwevende microscopisch kleine organismen, waarvan de meeste eencellige algen zijn. Zoals terrestrische planten, ze gebruiken fotosynthese om licht om te zetten in chemische energie door koolstofdioxide (CO ₂ ) en voedingsstoffen in het water. Fytoplankton vormt de basis van het mariene voedselweb en speelt een vitale rol in de koolstofcyclus door CO . te absorberen ₂ uit de atmosfeer.

Tot ongeveer een decennium geleden, de meeste wetenschappers gingen ervan uit dat fytoplankton de hele winter en lente in een soort stasis bleef totdat het zee-ijs uiteenviel. Nu is er een groeiend aantal bewijzen dat onder-ijsbloei (UIB's) van fytoplankton suggereert, als een plotselinge lentebloei in een tuin, kan voorkomen in omgevingen met weinig licht onder zee-ijs.

"Er was een lang bestaande veronderstelling dat wat er gebeurde onder het zee-ijs in de waterkolom bijna 'op pauze' was tijdens de poolnacht en voordat het seizoensgebonden zee-ijs zich terugtrekt, wat blijkbaar niet het geval is, " zei hoofdauteur Dr. Mathieu Ardyna, een postdoctoraal Marie Sklodowska-Curie-fellow aan de Stanford University.

De onthulling betekent dat de productie van fytoplankton in sommige regio's van de Noordelijke IJszee een orde van grootte groter kan zijn dan oorspronkelijk voorspeld. Dat is belangrijk voor klimaatmodelleurs die willen weten hoeveel atmosferische koolstof door deze algen wordt opgenomen.

Er zijn maar weinig plekken op aarde die zo snel veranderen als het noordpoolgebied als gevolg van klimaatverandering. In de afgelopen 30 jaar, het noordpoolgebied is ongeveer twee keer zo snel opgewarmd als het wereldwijde gemiddelde. Een van de meest zichtbare tekenen van die verandering was de afname van het zee-ijs dat op het oceaanoppervlak drijft, terwijl de ijsbedekking dit jaar tot de op één na laagste krimp ooit is geregistreerd.

Het is geen verrassing dat de dunner wordende ijslaag fytoplankton mogelijk heeft gemaakt, die licht nodig hebben voor fotosynthese, te bloeien. Wat Ardyna en zijn collega's verraste, was dat het fenomeen UIB's plaatsvond lang voordat de klimaatverandering het Arctische zee-ijs aantastte.

"Het opgraven van onderzoek dat plaatsvond vanaf de jaren '50 en eerder toont aan dat bloemen, hoewel niet erg groot, zich voordeden onder dik ijs in het centrale Noordpoolgebied, " legde hij uit. "Ik denk dat dit feit velen van ons verraste, zoals modellen hadden gesuggereerd dat dit niet het geval was."

De historische waarnemingen omvatten een paar studies tijdens het Internationaal Geofysisch Jaar, een wereldwijde campagne die het moderne wetenschappelijke tijdperk inluidde. De auteurs merkten op, "Het eindresultaat van dit werk was niets minder dan een ongelooflijke eerste glimp van UIB's die zich voordoen in het centrale Noordpoolgebied."

Het artikel beschrijft vervolgens de variabiliteit tussen UIB-gebeurtenissen in de Noordelijke IJszee in termen van voorkomen, grootte, en zelfs het type organismen dat aanwezig is. Sommige van die bevindingen zijn gebaseerd op wetenschappelijke programma's en expedities die specifiek gericht zijn op het bestuderen van UIB's. Vaak, waarnemingen waren gebaseerd op autonome drijvers, robotglijders en zelfs op afstand bediende voertuigen die onder het zee-ijs kunnen zwemmen.

Ardyna zei dat verdere observaties om nieuwe computermodellen te voeden de sleutel zullen zijn om nauwkeuriger te voorspellen hoe de Arctische koolstofcyclus in de toekomst zal veranderen.

"Er blijven zoveel vragen onbeantwoord over deze kritieke lenteperiode, voor veel Arctische soorten, voor hun voedsel of hun levenscyclus, " zei hij. "Gezien de afgelegen ligging van het noordpoolgebied, een manier zal zeker zijn om meer en betere autonome platforms te ontwikkelen om ons waardevolle informatie te geven."