В одном участке антарктического мха температурный диапазон может быть как в целом горном хребте
В свободных ото льда районах Антарктики можно обнаружить глубокие зелёные ковры мха, похожие на бархат. Эти моховые покровы, часто называемые «Дейнтри Антарктики», напоминают миниатюрные леса.
Новое исследование, опубликованное в Global Ecology and Biogeography, показывает, что на одном небольшом участке антарктического мха может создаваться такой же диапазон температур, как в целом горном хребте в других частях планеты. Это раскрывает, как микрорельеф формирует жизнь в экстремальных условиях.
Долгосрочные изменения
Наблюдения показывают долгосрочное ухудшение состояния мхов в Восточной Антарктиде. Мох в долинах микрорельефа остаётся здоровым (о чём говорит ярко-зелёный цвет), а мох на гребнях чаще испытывает стресс и отмирает.
Измерения и моделирование
В ходе трёх экспедиций в Морскую Антарктику (ниже Южной Америки) и на станцию Кейси в Восточной Антарктиде (~3800 км к югу от Перта) исследователи разместили крошечные датчики в разных позициях моховых покровов и создали цифровые модели поверхности мха.
От мохового покрова до горного хребта
Исследование показало, что антарктические мхи создают собственные микроклиматы, которые могут резко различаться на площади в один квадратный метр:
- Мохи, растущие в сантиметрах друг от друга, могут различаться на 15°C по максимальной дневной температуре и более чем на 2°C по средней температуре за вегетационный сезон.
- Некоторые микрозоны нагреваются на солнце почти до 30°C при отрицательной температуре воздуха, в то время как соседние участки могут не прогреваться выше 10°C.
- Температурный диапазон в пределах одного квадратного метра мха эквивалентен изменению, которое можно испытать, поднявшись на 1–2 км в гору.
Эти различия вызваны комплексным взаимодействием микрорельефа мха и сезонных изменений угла солнца. В некоторых местах тепло, выделяемое окружающим мхом, может удерживаться, усиливая прогрев.
- В январе самыми тёплыми местами были крошечные гребни.
- В феврале, при более низком солнце, они стали самыми холодными, а благоприятными стали крутые склоны.
- Гребни испытывали самые резкие суточные перепады: сильный нагрев с последующим быстрым замерзанием.
- Мох в небольших защищённых долинах оставался в тени, но имел самые стабильные и тёплые температуры, так как улавливаемое тепло от окружающего мха перевешивало прямой солнечный свет.
Мхи приближаются к своему пределу
Понимание этой мелкомасштабной сложности важно для прогнозирования реакции антарктических мхов на изменение климата и учащающиеся волны тепла.
Температура контролирует, когда мох может фотосинтезировать и расти. Мхи должны прогреваться, чтобы оставаться активными в условиях замерзания, но начинают испытывать физиологический стресс уже выше ~30°C.
Исследование показало, что мхи в самых тёплых микроместообитаниях уже приближаются к этому порогу. Та же способность к прогреву, которая помогает им выживать в холоде, в условиях усиливающегося потепления и волн тепла (когда температура воздуха в Морской Антарктике достигала 18°C, а в Восточной — 9°C) может стать для них уязвимостью.
Растения, живущие в самых холодных местах на Земле, могут приближаться к своим тепловым пределам. По мере учащения антарктических волн тепла стратегии, которые когда-то приносили им пользу, могут вместо этого вытолкнуть их за пределы выносливости, и положение мха внутри покрова будет влиять на то, как эти события на него воздействуют.