БиологияПрирода

Невероятное открытие «скрытого мира» подо льдами Антарктиды

Расположенный вокруг Южного полюса южный континент, Антарктида - самый холодный и самый сухой регион на планете, самый ветреный, самый ледяной, самый южный, континент крайностей. Помимо своего географического положения, Антарктида играет центральную роль в глобальной климатической системе и является ключевым источником для изучения воздействия глобальных угроз, таких как изменение климата. Недавно, исследуя потенциальную роль эстуария в таянии льда, новозеландские ученые обнаружили новую экосистему в 500 метрах подо льдом, кишащую маленькими существами, похожими на креветок. Это открытие буквально открывает окно в сеть пресноводных озер и рек под Антарктидой, которая никогда ранее не изучалась.

Антарктида и Южный океан - одни из самых ценных и уязвимых районов дикой природы на Земле. Антарктида, континент размером больше Европы, на 98% покрыта льдом, средняя толщина которого составляет почти 2 км. Содержащий 90% мирового льда и 80% пресной воды, этот континент оказывает глубокое влияние на мировой океан и климат. Морская среда является домом для богатой растительной и животной жизни, которая не перестает удивлять. Один из ключевых видов, криль, поддерживает всю экосистему региона, поскольку он является кормом для больших китов Южного полушария, а также пингвинов и морских птиц.

Антарктида также примечательна своими огромными ледяными шельфами - гигантскими пластами, которые стекают с континента и плавают в окружающем море. Шельфовый ледник Росса - самый большой в мире - лежит над морем Росса, почти к югу от Новой Зеландии. Исследователям известно о сети пресноводных озер и рек, скрытых под Антарктидой, но она никогда не изучалась. Кроме того, исторические исследования выявили активность нитрифицирующих микроорганизмов в океанических полостях под постоянными ледяными шельфами. Однако мало что известно о микробном составе и путях, участвующих в этой деятельности.

Недавно междисциплинарная группа ученых из GNS Science и университетов Виктории, Отаго и Окленда под руководством морского физика Крейга Стивенса из NIWA обнаружила экосистему, находящуюся на глубине 500 метров подо льдом в предполагаемом эстуарии, в сотнях километров от края шельфового ледника Росса. Основные положения их работы опубликованы в майском номере журнала NIWA "Water & Atmosphere" за 2022 год.

Команда Крейга Стивенса изучает район, где шельф Росса соединяется с материком, недалеко от ледникового потока Камб, более чем в 500 км к юго-востоку от его внешнего края.

Базовый лагерь команды по бурению ледового потока Kamb Ice Stream. © Крейг Стивенс

В Новой Зеландии Хью Хорган, доцент Антарктического исследовательского центра при Университете Виктории в Веллингтоне и коллега Крейга Стивенса, первым заметил эстуарий, изучая спутниковые снимки, показывающие место, где ледяной пласт начинает стекать с континента. Крейг Стивенс объясняет в своем заявлении: "Он увидел борозду во льду. Тогда мы подумали, что это может быть устье реки подо льдом".

Через два года после этого открытия команда вернулась в поле, чтобы непосредственно изучить этот потенциальный эстуарий. По словам исследователей, на спутниковых снимках это место выглядело впечатляюще, но, несмотря на эти данные, было трудно найти "канавку" точно, вдоль пологого склона.

Так, используя трубу с горячей водой, они растопили толщу льда толщиной почти 500 м под небольшой впадиной. С точностью, подобной лазерной, они бурили прямо сквозь лед, достигая реки талой воды внизу.

Исследователи позиционируют систему бурения горячей водой, разработанную Университетом Виктории в Веллингтоне.

На втором этапе они опустили камеру в скважину, в которой поселились амфиподы - маленькие существа того же ряда, что и омары, крабы и клещи. Сначала команда думала, что оборудование было неисправно, что эти маленькие пятна были просто артефактами. Но как только камера была настроена, они смогли наблюдать настоящий балет членистоногих.

Фотография амфипод, живущих под ледяным покровом в подводном эстуарии.

Крейг Стивенс говорит: "То, что все эти животные плавают вокруг нашей камеры, означает, что там явно происходит важный экосистемный процесс, который мы будем изучать дальше, анализируя образцы воды для определения питательных веществ и так далее. Кроме того, растения и животные, живущие подо льдом вдоль антарктического побережья, вынуждены выдерживать длительные периоды темноты, поскольку лед блокирует свет."

Именно это его команда смогла продемонстрировать в предыдущем исследовании, опубликованном в журнале Nature, касающемся микрофауны, обитающей под шельфовым ледником Росса. В целом, микроорганизмы имели сопоставимую численность и разнообразие, хотя и отличались по составу, по сравнению с микроорганизмами открытого мезо- и батипелагического океана. Авторы предполагают, что производство органического углерода, вероятно, обеспечивается аэробными археями и бактериями, которые могут утилизировать аммоний, нитриты и соединения серы. Присутствуют и другие аэробные бактерии, способные разлагать сложные субстраты органического углерода, вероятно, полученные из углерода, зафиксированного на месте, и из органического вещества, привнесенного через воду под платформой. В целом, данное исследование подчеркивает важность неорганических источников энергии для поддержания жизнедеятельности морских сообществ в отсутствие фотосинтеза. Таким образом, это микробное сообщество потенциально адаптировано к высокоолиготрофной морской среде - среде, бедной минеральными питательными веществами, необходимыми для роста аэробных фотосинтезирующих организмов. Авторы надеются, что смогут изучить новую экосистему таким же образом.

Наконец, в дополнение к этому взрыву жизни, ученые стали свидетелями особого и замечательного события. Они были направлены в регион всего за несколько дней до драматического извержения вулкана Хунга-Тонга, расположенного за тысячи километров от него. Изучая устье реки, их приборы зафиксировали значительное изменение давления, когда цунами проходило через полость.

Команда заключает: "Это также напоминание о том, как связана вся наша планета. Климат меняется, и некоторые ключевые моменты еще не поняты наукой." Более того, они оставили приборы на месте, чтобы каждые две минуты записывать расход, температуру и давление воды в реке. Эти данные, будучи проанализированными, дадут ценную информацию для будущего и о процессах, происходящих в этих подводных водных системах. Не говоря уже о том, что шельфовый ледник Росса, где находится эта хрупкая экосистема, тает в 10 раз быстрее, чем остальная часть Антарктиды. Если бы он разрушился, поток многих других ледников, несомненно, ускорился бы, что привело бы к драматическим последствиям для многих видов.

В нашем климате происходят серьезные изменения, влияющие на все экосистемы, даже на те, о которых мы еще не знаем. Если ничего не будет сделано в глобальном масштабе для сокращения выбросов парниковых газов, замедления деградации планеты и таяния льдов, эти изменения приобретут такие масштабы, которые мы не можем себе представить.

Подписывайтесь на нас
Back to top button