ЛЬДИНА: РАСПОЛОЖЕНИЕ, ХАРАКТЕРИСТИКИ И ОРГАНИЗМЫ - ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА - 2024

Лед или морской лед множество плавающего ледяные листов, которые образуются при замерзании морской воды в полярных океанических областях Земли. Наземные полярные океаны покрыты морским льдом сезонно (только зимой) или постоянно в течение года. Это самая холодная среда на планете.

Циклы температуры и солнечного излучения в полярных океанах сильно изменчивы. Температура может колебаться от -40 до -60 ° C, а циклы солнечного излучения колеблются от 24 часов дневного света летом до полной темноты зимой.

Рисунок 1. След на пакете льда. Источник: LBM1948, из Wikimedia Commons.

Морской лед или ледяной покров покрывают 7% поверхности планеты и примерно 12% всей суши. Большинство из них расположено в полярных шапках: арктический полярный шлем Северного Ледовитого океана на севере и антарктический полярный шлем на юге.

Морской лед претерпевает годовой цикл уменьшения и восстановления площади своей поверхности - естественного процесса, от которого зависит его жизнь и структура экосистемы.

Толщина полярных ледяных щитов Земли также сильно различается; он варьируется от одного метра (во время таяния) до 5 метров (во время стабильности). Местами могут образовываться пласты морского льда толщиной до 20 метров.

Из-за совместного действия ветров, колебаний морских течений и колебаний температуры воздуха и моря морской лед представляет собой высокодинамичную систему.

Расположение и характеристики

Антарктическая льдина

Антарктический ледяной покров расположен на южном полюсе, вокруг континента Антарктида.

Ежегодно в декабре его лед тает или тает из-за повышения летней температуры в южном полушарии Земли. Его протяженность составляет 2,6 млн км ² .

Зимой, с понижением температуры, он снова формируется и достигает площади, равной площади континента, в 18,8 миллиона км ² .

Арктическая льдина

В арктическом пакете льда ежегодно тают только части, наиболее близкие к континентальным районам. Зимой на севере он достигает площади 15 миллионов км ^2, а летом - всего 6,5 миллиона км ² .

Рис. 2. Лодка пересекает ледяной покров. Источник: LBM1948, из Wikimedia Commons.

Физика морского льда

Плавание морских ледяных масс

Лед менее плотный, чем вода, и плавает по поверхности океана.

Когда вода переходит из жидкого состояния в твердое, в образовавшейся кристаллической структуре есть пустые свободные пространства, а отношение массы к объему (плотность) ниже, чем у воды в жидком состоянии.

Каналы и внутренние поры

Когда чистая вода превращается в лед, она образует хрупкое твердое вещество, единственными включениями которого являются пузырьки газа. Напротив, когда морские воды замерзают, образующийся лед представляет собой полутвердую матрицу с каналами и порами, заполненными солевым раствором морской воды.

соленость

Растворенные вещества, включая соли и газы, не попадают в кристаллическую структуру, а оседают в порах или циркулируют по каналам.

Морфология этих пор и каналов, общий объем занимаемого ими льда и соленость содержащегося в них морского раствора зависят от температуры и возраста образования льда.

Под действием силы тяжести происходит осушение морского раствора, что приводит к постепенному уменьшению общей солености морского льда.

Эта потеря солености увеличивается летом, когда поверхностный слой плавающей ледяной массы тает и просачивается; Это разрушает структуру пор и каналов, и содержащийся в них морской раствор вытекает.

температура

Температура на верхней поверхности плавающей массы морского льда (которая составляет около -10 ° C) определяется температурой воздуха (которая может достигать -40 ° C) и изоляционной способностью снежного покрова.

Напротив, температура нижней стороны плавающей ледяной массы равна температуре замерзания морской воды, на которой она находится (-1,8 ° C).

Это приводит к градиентам температуры, солености и, следовательно, растворенных веществ и газов, а также объема пор и каналов в массе морского льда.

Таким образом, в осенне-зимний период морской лед холоднее и соленее.

Организмы, населяющие морской лед

Льдины - районы с высокой продуктивностью, о чем свидетельствует большое количество млекопитающих и птиц, которые охотятся и кормятся в этих регионах. Известно, что многие из этих видов мигрируют на огромные расстояния, чтобы питаться в этих районах морского льда.

Белые медведи и моржи изобилуют арктическим льдом, а пингвины и альбатросы - антарктическим льдом. В обоих районах морского льда обитают тюлени и киты.

В морском льду наблюдается значительное сезонное развитие фитопланктона, микроводорослей, осуществляющих фотосинтез, и основных продуцентов трофической цепи.

Эта продукция является тем, что поддерживает зоопланктон, рыб и глубоководные организмы, которыми, в свою очередь, питаются вышеупомянутые млекопитающие и птицы.

Разнообразие организмов в морском льду меньше, чем в тропической и умеренной зонах, но на ледовых щитах также обитает огромное количество видов.

Рисунок 3. Белый медведь прыгает с острова Шпицберген, Шпицберген, Норвегия. Источник: https://es.m.wikipedia.org/wiki/Archivo:Polar_Bear_AdF.jpg

Формы жизни в пространствах морского льда

Ключевым параметром существования жизни внутри морского льда является наличие достаточного пространства внутри ледяной матрицы, пространства, которое также позволяет перемещаться, поглощать питательные вещества и обмениваться газами и другими веществами.

Поры и каналы в матрице морского льда функционируют как среда обитания для различных организмов. Например, в каналах и порах могут жить бактерии, различные виды водорослей, диатомовые водоросли, простейшие, торфяники, жгутиконосцы и веслоногие рачки.

Было показано, что только коловратки и торфяники могут пересекать каналы и мигрировать через горизонты морского льда.

Остальные организмы, такие как бактерии, жгутиконосцы, диатомеи и мелкие простейшие, живут в порах размером менее 200 мкм, используя их в качестве убежища, где они извлекают выгоду из низкого давления хищников.

Бактерии, архебактерии, цианобактерии и микроводоросли в морском льду

Преобладающими видами в пакете льда являются психрофильные микроорганизмы, то есть экстремофилы, переносящие очень низкие температуры.

Гетеротрофные бактерии составляют преобладающую группу среди прокариотических организмов, населяющих морской лед, которые являются психрофильными и галотолерантными, то есть они живут в условиях высокой солености, как свободноживущие виды, а также связаны с поверхностью.

Сообщалось также об архее как на ледяных щитах, так и в Арктике и Антарктике.

Несколько видов цианобактерий обитают во льдах Арктики, но не были обнаружены в Антарктике.

Диатомовые водоросли - наиболее изученная группа эукариот в морском льду, но среди прочих встречаются также динофлагелляты, инфузории, фораминиферы и хлорофиты.

Изменение климата особенно влияет на полярные льдины, и многие их виды находятся под угрозой исчезновения по этой причине.

Ссылки

1. Арриго, KR и Томас, DN (2004). Большое значение биологии морского льда в Южном океане. Антарктическая наука. 16: 471-486.
2. Бриерли, А.С. и Томас, Д.Н. (2002). Экология паковых льдов Южного океана. Успехи в морской биологии. 43: 171-276.
3. Кавиккиоли, Р. (2006). Холодно адаптированные археи. Обзоры природы микробиологии. 4: 331-343.
4. Коллинз, Р. Э., Карпентер, С. Д. и Деминг, Дж. У. (2008). Пространственная неоднородность и временная динамика частиц, бактерий и pEPS в арктическом зимнем морском льду. Журнал морских систем. 74: 902-917.
5. Обработка почвы, RL; Пастух, А .; Уингем, ди-джей (2015). Увеличение объема морского льда в Арктике после аномально низкого таяния в 2013 г. Природа Геонауки. 8 (8): 643-646. DOI: 10,1038 / NGEO2489.