Föreställ dig att hitta en regnskog mitt i en öken. Det är så NASA-forskare likställer en ny biologisk upptäckt i Ishavet. Mikroskopiska växter som kallas växtplankton växer aktivt under den tunnande arktiska isen. Faktum är att forskarna säger att växtplanktontillväxten i Arktis nu kan vara rikare än någon annan havsregion på jorden. Fyndet avslöjar en ny konsekvens av Arktis värmande klimat och ger forskare en viktig ledtråd till att förstå effekterna av ett föränderligt klimat och miljö på Ishavet och dess ekologi.
'Om någon hade frågat mig innan expeditionen om vi skulle se blomningar under is, skulle jag ha sagt till dem att det var omöjligt', säger Kevin Arrigo vid Stanford University, ledare för ICESCAPE-uppdraget och huvudförfattare till den nya studien. 'Denna upptäckt var en fullständig överraskning.'
ICESCAPE, står för Impacts of Climate on EcoSystems and Chemistry of the Arctic Pacific Environment, och 2010 och 2011 utforskade forskare arktiska vatten i Beaufort- och Chukchi-haven längs Alaskas västra och norra kuster ombord på en isbrytare av den amerikanska kustbevakningen. Forskarna borrade ner genom tre fot tjock havsis för att studera effekterna av miljöförändringar och förändringar i Arktis på havets biologi, ekologi och biogeokemi.
Forskarna fann att växtplanktonet var extremt aktivt och fördubblades i antal mer än en gång om dagen. Omvänt växer blommor i öppet vatten i mycket långsammare takt, fördubblas på två till tre dagar. Dessa tillväxthastigheter är bland de högsta som någonsin uppmätts för polarvatten.
Växtplankton troddes växa i Ishavet först efter att havsisen hade dragit sig tillbaka för sommaren.
I juli 2011 observerade forskarna blomningar under isen som sträckte sig från havsiskanten till 72 miles in i ispacken. Havsströmdata visade att dessa blomningar utvecklades under isen och inte hade drivit dit från öppet vatten, där växtplanktonkoncentrationerna kan vara höga.
Tidigare trodde man att havsis blockerade det mesta solljuset som behövs för växtplanktontillväxt. Forskare tror nu att den tunnade arktiska isen tillåter solljus att nå vattnet under havsisen, vilket stimulerar växtblomningar där de aldrig har observerats. Resultaten publicerades idag i tidskriften Science.
Växtplankton är basen i den marina näringskedjan och de förbrukar stora mängder koldioxid. Forskare kommer att behöva omvärdera mängden koldioxid som kommer in i Ishavet genom biologisk aktivitet om underisblomningarna visar sig vara vanliga.
'I dagsläget vet vi inte om dessa rika växtplanktonblomningar har hänt i Arktis under lång tid och vi har bara inte observerat dem tidigare,' sa Arrigo. 'Dessa blomningar kan dock bli mer utbredda i framtiden om det arktiska havsistäcket fortsätter att tunnas ut.'
Upptäckten av dessa tidigare okända underisblomningar har också konsekvenser för det bredare arktiska ekosystemet, inklusive migrerande arter som valar och fåglar. Växtplankton äts av små havsdjur, som äts av större fiskar och havsdjur. En förändring i blomningens tidslinje kan orsaka störningar för större djur som livnär sig antingen på växtplankton eller på de varelser som äter dessa mikroorganismer.
'Det kan göra det svårare och svårare för migrerande arter att tajma sina livscykler för att vara i Arktis när blomningen är på topp,' sa Arrigo. 'Om deras matförsörjning kommer tidigare, kanske de saknar båten.'
Forskarna sa att upptäckten också kan ha stora konsekvenser för den globala kolcykeln och havets energibalans, och de kan behöva revidera sin förståelse av Arktis ekologi och regionens roll i jordsystemet.
Du kan se fler bilder från ICESCAPE-expeditionen på NASA Goddards Flickr-sida.
Lagets tidning: K.R. Arrigo et al. Massivt växtplankton blommar under arktisk havsis. Vetenskap. doi:10.1126/science.1215065.
Källa: NASA