Антарктида зеленіє не лише через потепління. Вчені виявили, що послід пінгвінів удобрює мікроскопічні водорості, які забарвлюють сніг у зелений і червоний кольори. А темніша поверхня поглинає більше сонячного світла — і потенційно тане швидше.
На перший погляд, пінгвіни та танення антарктичного снігу — речі, які важко пов’язати між собою. Проте нове дослідження показало, що ці птахи можуть впливати на прибережні ландшафти набагато сильніше, ніж здається.
Усе починається з посліду. Пінгвіни харчуються морськими організмами, а потім переносять поживні речовини на сушу. Зокрема, їхні випорожнення містять фосфат — сполуку, яка допомагає мікроскопічним сніговим водоростям активно рости.
Коли таких водоростей стає багато, сніг змінює колір. І ця зміна може мати несподівані наслідки для місцевого танення.
Зелений сніг поглинає на 40% більше сонячного світла
Снігові водорості здатні забарвлювати антарктичні схили та узбережжя в яскраві зелені й червоні відтінки. Це не просто незвичайне природне явище: колір впливає на те, скільки сонячної енергії поглинає поверхня.
За наведеними в дослідженні оцінками, сніг із червоними водоростями поглинає приблизно на 20% більше сонячного світла, ніж чистий білий сніг. Для зеленого снігу цей показник сягає близько 40%.
Білий сніг добре відбиває сонячне випромінювання. Коли ж на ньому розростаються пігментовані водорості, поверхня стає темнішою й поглинає більше енергії. Це може посилювати локальне нагрівання та прискорювати танення.
Важливо, що йдеться про потенційний додатковий чинник, а не про головну причину втрати антарктичного льоду. Дослідники намагаються з’ясувати, наскільки сильно біологічне потемніння впливає на зміни прибережних снігових покривів.
Чому одні водорості зелені, а інші — червоні
Щоб зрозуміти зв’язок між пінгвінами та кольором снігу, потрібно знати, як водорості реагують на навколишні умови.
Коли поживних речовин достатньо, мікроорганізми активно ростуть і виробляють хлорофіл та інші зелені пігменти, необхідні для фотосинтезу. Саме так виникають щільні зелені плями на снігу.
За суворіших умов або дефіциту поживних речовин водорості можуть переходити до захисного режиму. Вони виробляють червоні пігменти, які допомагають клітинам захищатися від інтенсивного сонячного випромінювання, водночас сповільнюючи ріст. І тут ключову роль відіграє фосфат — поживна речовина, якої багато в посліді пінгвінів.
Учені збирали зразки поруч із колоніями пінгвінів
Дослідники вивчали зразки червоного та зеленого снігу вздовж західного узбережжя Антарктичного півострова. Ділянки для аналізу охоплювали приблизно п’ять градусів широти й включали місця як поблизу колоній пінгвінів, так і далеко від них.
Команда перетнула протоку Дрейка на судні, а потім збирала забарвлений водоростями сніг за допомогою керамічних ложок. Подекуди дослідникам доводилося працювати біля великих скупчень пташиного посліду.
За словами старшої авторки дослідження Алії Хан, послід пінгвінів іноді навіть візуально нагадує червоні снігові водорості. До того ж робота поруч із колоніями супроводжується дуже різким запахом.
У лабораторії науковці підраховували клітини водоростей під мікроскопом, досліджували їхні пігменти та вимірювали концентрацію поживних речовин.
Результат виявився промовистим: у зразках, де переважали зелені водорості, було значно більше фосфату, ніж у снігу з переважно червоними водоростями. Це підтримує гіпотезу, що поживні речовини з пташиного посліду сприяють активному росту зелених водоростей.
Пінгвіни переносять поживні речовини з океану на сушу
Цей процес пов’язує морську екосистему з життям на засніженому узбережжі.
Пінгвіни отримують поживні речовини, поїдаючи морських тварин, а потім залишають їхні залишки на суші. До цього процесу долучаються й інші морські птахи, зокрема поморники.
У середовищі, де певних поживних речовин бракує, такі природні «добрива» можуть створювати сприятливі умови для водоростей. Їхні щільні скупчення темнять поверхню снігу, а отже, потенційно змінюють кількість сонячної енергії, яку вона поглинає.
Дослідники вважають, що цей механізм може бути важливим для розуміння змін антарктичних узбереж. Адже потепління розширює території, де водорості можуть виживати й розмножуватися.
Чи можуть пінгвіни змінити майбутнє Антарктиди?
Автори дослідження називають взаємозв’язок між дикою природою, поживними речовинами та сніговими водоростями важливим чинником, який досі недостатньо враховували в прогнозах розширення безльодових територій Антарктиди.
Якщо умови для росту водоростей поліпшуватимуться, а колонії пінгвінів переміщуватимуться далі на південь, поживні речовини можуть потрапляти в нові місця. Це потенційно розширить території, на яких виникатимуть водоростеві цвітіння.
Однак майбутні масштаби цього процесу поки що невідомі. Сам факт виявлення більшої кількості фосфату в зеленому снігу ще не доводить, що водорості суттєво впливають на загальні темпи танення Антарктиди. Для цього потрібно оцінити їхній внесок у реальних природних умовах і порівняти його з іншими чинниками.
Найцікавіший висновок полягає в тому, що навіть пінгвінячий послід може впливати на те, скільки сонячної енергії поглинає антарктичний сніг. Зв’язок між океаном, птахами, мікроскопічними водоростями та таненням показує, наскільки складно влаштована полярна екосистема — і скільки процесів ще потрібно врахувати, щоб точніше прогнозувати її майбутнє.