Бентос в море Уэдделла в Антарктиде сокращается

За последнюю четверть века изменения в ледовом покрове Антарктиды оказали глубокое влияние на жизнь на дне океана. Как сообщают биологи из Института Альфреда Вегенера в последнем выпуске журнала Nature Communications, с 1988 по 2014 год общая биомасса бентоса на континентальном шельфе северо-восточного моря Уэдделла сократилась на две трети. Кроме того, состав бентоса резко изменился, а продуктивность экосистемы снизилась. Этот период совпал со значительным увеличением ледового покрова в регионе, пик которого пришёлся на 2014 год.

Антарктида является домом для уникального разнообразия донной фауны с необычайно широким видовым разнообразием и многими группами организмов, которые редко или никогда не встречаются в других морских регионах. Из-за отсутствия крупных хищников, таких как крабы, губки и горгонарии (мягкие кораллы), которые в норме должны прятаться в осадке, могут расти плотными скоплениями. Фактически, в некоторых районах антарктического шельфа эти виды покрывают дно океана, как ковёр. Они адаптировались к условиям экстремального холода и скудной пищи, растут медленно, что позволяет им достигать необычных размеров и возраста.

«Из-за их медленного роста изменения в структуре и составе донных сообществ в Антарктике чрезвычайно трудно обнаружить», — объясняет профессор Клаудио Рихтер, биолог из Института Альфреда Вегенера. «Следовательно, до сих пор было невозможно предсказать, как донные сообщества в Антарктике отреагируют на климатические изменения в их среде», — говорит соавтор.

В текущем выпуске журнала Nature Communications биологи AWI показывают, что в течение 26-летнего периода биомасса бентоса на континентальном шельфе антарктического моря Уэдделла неуклонно снижалась. Работа началась в 1980-х годах со сбора образцов со дна моря во время первых посещений региона исследовательским ледоколом Polarstern. Один из авторов исследования, Дитер Гердес, был среди пионеров и разработал специальное устройство для отбора проб — двухтонный мультибоксовый кернер, который может одновременно собирать девять образцов морского дна за одно погружение.

С 1988 по 2014 год это устройство использовалось 59 раз в исследовательском районе Канн-Норвегия/Аустосен, расположенном в 81 миле к юго-западу от немецкой исследовательской станции Ноймайер. В ходе восьми экспедиций Polarstern эксперты собрали более 300 проб морского дна, просеяли 45 метрических тонн осадка, рассортировали и подсчитали десятки тысяч морских организмов.

Первый автор исследования, Сантьяго Пинеда-Мец, посвятил значительную часть своей докторской диссертации в Университете Бремена разработке статистики, необходимой для анализа разнообразных данных. Он также сравнил собранные данные с глобальными архивами, чтобы сопоставить биологические находки с изменениями в антарктической среде за период исследования.

Исследователи проанализировали, как различные факторы влияют на донную фауну и продуктивность экосистемы:

• Айсберги, царапающие дно.
• Обрушение шельфовых ледников.
• Количество морского льда и снега на нём.
• Распространённость айсбергов в «белеющей Антарктиде».

Результаты показали: хотя айсберги негативно влияют на продуктивность, их количество за период исследования существенно не изменилось. Напротив, увеличение площади морского льда и более толстый снежный покров оказали конкретное негативное воздействие.

«Мы всегда подозревали, что морской лёд может быть ключевым фактором, — говорит руководитель проекта Клаудио Рихтер. — Антарктида сильно отличается от Арктики: в Арктике морской лёд исчезает. Но в подавляющем большинстве районов Антарктики до недавнего времени морской лёд нарастал. Больше покрытых снегом ледяных полей означает: меньше света для роста микроводорослей (фитопланктона) у поверхности воды и меньше мёртвого фитопланктона, который опускается на дно. В этой "белеющей Антарктиде" донные организмы иногда могут голодать».

Пинеда-Мец, Гердес и Рихтер нашли доказательства именно этой тенденции: они подтвердили существенную потерю как частоты встречаемости, так и биомассы антарктического бентоса в исследуемом районе. Кроме того, они определили сдвиг в сообществе от фильтраторов к детритофагам.

2014 год стал как концом сбора данных, так и возможной поворотной точкой для морского ледового покрова Антарктиды, который с тех пор снизился со своего исторического максимума примерно до уровня 198-х годов. Команда AWI в настоящее время готовится к экспедиции в начале 2021 года, где они исследуют, привело ли сокращение морского льда к обращению упомянутых эффектов на бентос. Они планируют вернуться на прежние места отбора проб, чтобы увидеть, восстановились ли донные организмы в новых условиях с малым количеством льда.

«Изучение реакции бентоса чрезвычайно важно, поскольку накопление углерода в бентосе представляет собой важную обратную связь для климатической системы», — говорит Пинеда-Мец, который намерен сосредоточиться на этой реакции в своей постдокторской работе.

«Наше исследование также показывает, насколько важен долгосрочный экологический мониторинг, когда речь идёт о регионе, уязвимом к повышению температуры», — добавляет Рихтер.