Ледники немного научились фотосинтезу

Земные ледники тоже немного участвуют в круговороте углерода в природе. Гляциологам даже удалось подсчитать вклад ледяных пустынь в борьбу с глобальным потеплением.

Гляциологи из Бристольского университета (Великобритания) под руководством доктора Александра Энесио (Dr Alexandre Anesio) впервые выяснили, что  ледники тоже борются с парниковыми газами. Точнее, не сами ледники, а их микроскопические обитатели.

Микромир в ледяном стакане

Ледники населены множеством микроскопических организмов. В так называемых криоконитовых стаканах живые организмы надежно защищены от суровых условий.

[v1] Образуются криоконитовые экосистемы, когда на поверхность ледника попадают мельчайшие частицы горных пород в виде пыли. Кусочки такого мелкозема и называются криоконитом. Нагретые солнцем пылинки втаивают в лед, образуя многочисленные ходы, отверстия и углубления. В скором времени они заселяются первыми микрообитателями – диатомовыми и сине-зелеными водорослями, цианобактериями, вирусами, грибами, инфузориями, нематодами, тихоходками, круглыми червями. Лед на дне таких «стаканов» быстро тает, поскольку увеличивается величина альбедо, и там накапливается вода. Постепенно криоконитовые экосистемы разрастаются, порой достигая одного метра в диаметре. Так, несмотря на суровые условия, в криоконитовых стаканах развивается свой собственный замкнутый микромир. В ледниках Антарктиды криоконитовые стаканы прикрыты замерзшей ледяной крышкой. Микромир может существовать там в состоянии анабиоза в течение десятков лет в ожидании теплого лета.

Изучение криоконитовых экосистем

По словам доктора Энесио, до настоящего времени ученые ничего не знали о роли криоконитовых экосистем в глобальных круговоротах веществ, явно недооценивая их значение. А ведь известно, что ледники занимают 10% земной суши. Поэтому команда доктора Энесио детально изучила работу криоконитовой микроэкосистемы, рассчитав, сколько первичной продукции образуют водоросли в результате фотосинтеза, и сколько углерода выделяют при дыхании все обитатели биоценоза. Исследованию подверглись 53 криоконитовых экосистемы на пяти ледниках -- от долинных ледников на северо-западе острова Шпицберген и на востоке Гренландии до присклонового ледника в Австрийских Альпах, расположенного на высоте 2500-2780 метров.

Фабрика углерода

Как пишет в своей работе доктор Энесио, уровень фотосинтетической активности криоконитовых экосистем настолько высок, что сопоставим с показателями теплых озер, богатых питательными веществами.

По словам доктора Энесио, как правило, все водные экосистемы гетеротрофны – то есть потребляют углерода в процессе дыхания больше, чем образуют в результате фотосинтеза. Это означает, что водные экосистемы получают органическое вещество от наземных экосистем со стоком рек.

Автономная система

Рассчитав соотношение образованного и употребленного углерода, ученые пришли к выводу, что криоконитовые экосистемы функционируют совсем по другому принципу. Они оказались автотрофными системами, которые совершенно автономны и образуют углерода в процессе фотосинтеза больше, чем тратят на дыхание. Чтобы сравнить масштабы деятельности криоконитовых экосистем с другими водными сообществами, ученые приводят некоторые цифры. Например, криоконитовые водоросли образуют в процессе фотосинтеза примерно 80 граммов углерода на м²/год, а тратят на дыхание всего 2 грамма на м²/год. Речные водные системы образуют 233 грамма углерода на м²/год, а тратят намного больше -- 658 граммов углерода на м²/год.

Криоконитовая система настолько сбалансирована и самостоятельна, что ее важнейший компонент – цианобактерии -- фиксируют азот прямо из атмосферы, без всяких посредников, в отличие от растений.

Глобальный масштаб

По подсчетам доктора Энесио, криоконитовые экосистемы занимают 2% площади всех ледников суши, за исключением Антарктиды, и могут зафиксировать 64 тысячи тонн углерода в год (для сравнения – все растения суши фиксируют 100 Гт углерода в год). По словам доктора Энесио, в своей работе гляциологам наконец-то удалось показать роль криоконитовых микросистем в глобальном масштабе.

Результаты исследований опубликованы в мартовском номере журнала Global Change Biology.