Антарктида столкнулась с рекордно высокими температурами в зимний период
Новое исследование выявляет значительные последствия жары в Антарктиде, которые видны даже в зимнее время. Эти аномально высокие температуры, вызванные изменением климата, не только приводят к таянию ледников и нарушают экосистему, включая микроорганизмы и беспозвоночных, но и создают сложности для видов, которые приспособлены к экстремально холодным и сухим условиям. Исследование акцентирует внимание на широких экологических последствиях и подчеркивает необходимость активного мониторинга и глубокого понимания этих процессов, так как их влияние выходит за пределы самого континента.
В исследовании, опубликованном в журнале Earth’s Future, ученые раскрыли, как тепловые волны, особенно те, которые происходят в холодные сезоны Антарктиды, могут повлиять на животных, обитающих на этом континенте. Исследование показало, как экстремальные погодные события, усиливаемые изменением климата, могут иметь глобальные последствия для хрупких экосистем Антарктиды.
В марте 2022 года Антарктида столкнулась с самой сильной жарой, когда-либо зафиксированной на планете, как раз в тот период, когда жители южного региона готовились к долгой и холодной зиме. Экстремальная погода подняла температуру в отдельных частях Антарктиды более чем на 70°F выше нормы, вызвав таяние ледников и снега, даже в Сухих долинах Мак-Мердо, которые считаются одними из самых холодных и сухих мест на Земле. В рамках проекта Долгосрочных экологических исследований (LTER) ученые обнаружили, что неожиданные процессы таяния, за которыми последовали быстрые заморозки, вероятно, повлияли на жизненные циклы многих организмов и стали причиной массовой гибели беспозвоночных в Сухих долинах Мак-Мердо.
«Важно внимательно следить за этими сигналами, даже если они исходят от микроскопических организмов в почвах полярной пустыни, — отметил Майкл Гусефф, старший автор исследования и профессор в Департаменте гражданского, экологического и архитектурного проектирования Университета Колорадо в Боулдере. — Эти организмы могут быть первыми индикаторами изменений, которые могут оказать влияние на более крупных животных, ландшафт и даже на людей, находящихся далеко от Антарктиды». Когда Гусефф посетил Антарктиду в ноябре 2021 года, континент выглядел так же, как за последние два десятилетия. Он возглавлял проект LTER в Сухих долинах Мак-Мердо в рамках Института арктических и альпийских исследований (INSTAAR), финансируемого Национальным научным фондом США.
Хотя большинство животных не могут выжить в условиях сухости и холода, некоторые микроорганизмы и беспозвоночные, в том числе круглые черви и водяные медведи, комфортно чувствуют себя в этом замерзшем пустынном климате. Водяные медведи, или тихоходки, — это крошечные восьминогие существа размером от 0.002 до 0.05 дюйма. Они способны выживать в экстремальных условиях — от -328°F до 300°F, — которые были бы смертельны для большинства других форм жизни.
В 2022 году весь состав полярной экспедиции покинул Антарктиду в феврале, раньше завершения летнего сезона. Спустя месяц на континенте произошла самая сильная волна жары за всю историю наблюдений, вызванная мощным штормом, известным как атмосферная река, который перенасытил полярный регион влажным воздухом.
Данные, собранные командой в долинах Мак-Мердо, показали, что в марте температура воздуха, которая обычно держится около -4°F, возросла выше нуля, превысив средние значения на 45°F. Спутниковые снимки и измерения речного стока продемонстрировали, что резкое потепление увлажнило почву в долинах, хотя в это время года она обычно остается сухой, что произошло более чем через два месяца после пика летнего оттаивания. Через два дня после окончания теплой волны температура снова упала, и почва замерзла.
Это событие совпало с критическим переходным периодом, когда организмы готовятся к долгой и холодной зиме. Гусефф и его коллеги заинтересовались реакцией животных в этих долинах на подобные изменения. «Эти существа тратят много энергии на подготовку к зиме», — отметил Гусефф. «Когда наступает жаркая погода, они также используют энергию, чтобы стать активными. Одной из основных наших проблем с необычными погодными явлениями, такими как эта тепловая волна, является то, что животные могут потратить много энергии, считая, что уже пришло лето, лишь для того, чтобы снова остановиться через два дня. Сколько раз они могут проходить через этот цикл, прежде чем исчерпают свои энергетические запасы?»
Майкл и его группа вернулись в Антарктиду в декабре 2022 года. Они провели анализ почвы и сравнили организмы, обитающие в областях, которые стали влажными, с теми, что остались в сухих районах во время тепловой волны. Их исследования показали, что численность популяции Scottnema, распространенного круглого червя, сократилась на 50% в зонах, где почва увлажнилась. Scottnema адаптирован к экстренно холодному и сухому климату. «Тепловая волна создала ложное впечатление, что условия стали достаточно теплыми, что привело к преждевременному началу сезона. Некоторые организмы, чувствительные к таким изменениям температуры, могут столкнуться с серьезными последствиями», — отметил Гусефф.
Резкие изменения погоды могут сильно повлиять на уязвимые виды, такие как Scottnema, тогда как на другие организмы, такие как тихоходки, это воздействие может быть менее заметным. Эти существа обладают большей устойчивостью к влаге, что позволяет им размножаться в условиях повышенной влажности окружающей среды. «Изменения в составе видов в почве и численности их популяций могут существенно влиять на пищевую цепь экосистемы и круговорот питательных веществ», — отметил Гусефф. Предыдущие исследования показали, что Scottnema играет ключевую роль, обрабатывая около 10% углерода в экосистеме почвы Сухих долин.
С усилением изменения климата и учащением экстремальных погодных явлений в Антарктиде также страдают более крупные виды. Например, лето 2013 года в результате необычных осадков на побережье Адели в Восточной Антарктиде привело к гибели всех птенцов пингвинов в этом районе. В июле температура в некоторых частях Восточной Антарктиды поднялась на 50°F (около 28 °C) выше обычных зимних значений. Гусефф и его команда планируют продолжать документировать экстремальные погодные события и их последствия для антарктической экосистемы.
«То, что происходит в Антарктиде, затрагивает и другие регионы, — отметил Гусефф. — Снижение шельфовых ледников значительно влияет на уровень воды в океанах, что, в свою очередь, сказывается на нас, даже находясь на значительном расстоянии».
Недавнее исследование показывает, что глобальное потепление может превратить тундру из поглотителя углерода в его источник, что усилит изменение климата. Исследование подчеркивает необходимость создания подробных климатических моделей и дальнейшего изучения географических и временных вариаций реакции экосистем.
