研究人员发现的证据表明，大量的浮游植物可能潜伏在南极冰层下。
科学家们利用美国国家航空航天局的地球观测系统发现了南极海冰下浮游植物大量繁殖的证据。
到目前为止，研究人员认为，南大洋(也被称为南极洋)的浮冰阻挡了所有光线到达下面的海洋。这阻止了浮游植物——水生食物网的基础——在那里生长。可获得的光越少，浮游植物的光合作用就越少，因此浮游植物就会越少。这意味着缺乏阳光严重限制了冰下的生命。然而，受北极冰下浮游植物大量繁殖启发的研究表明，南极水域也有意想不到的居民，这表明冰下的生态变异被低估了。
在充足的光线和含铁量高的淡水的支持下，一旦海冰开始季节性消退，通常就会发现浮游植物大量繁殖。然而，由布朗大学和奥克兰大学的克里斯托弗·霍瓦特博士领导的一个团队怀疑，可能已经有潜在的浮游植物爆发在等待。在11月17日发表在《海洋科学前沿》(Frontiers in Marine Science)杂志上的一篇论文中，他们描述了通过从独立的BGC-Argo漂浮物和气候模型输出的采样，来估计冰下的光可用性，以验证这一假设。
Horvat说:“我们发现，几乎所有南极海冰下的漂浮物都记录了浮游植物在海冰消退前的增长。”“在很多情况下，我们都观察到了明显的繁殖期。”Horvat还指出，这些漂浮物只采样了数百万平方公里的海冰中非常小的一部分，这些海冰下可能有这些水华，所以可能有更多隐藏的浮游植物水华，有可能支持那里的其他生命。
浮动的实验室
这些浮标被从研究船上扔到海里，独自采集生物地球化学样本:它们甚至可以探测到水面接近结冰的情况，并潜水以避免被冰损坏。在这种情况下，关键的测量是叶绿素-a(所有浮游植物共有的一种色素)和微粒后向散射的水平，它们可以转换为浮游植物碳的估计，因为浮游植物散射光的大小和浓度与它们的大小和浓度成正比。最后，该团队使用了从2014年到2021年进行2197次冰下潜水的51个浮子的数据，他们将这些数据收集到79个测量序列中。
Horvat说:“我们使用了一种来自NASA新卫星ICESat-2激光高度计的新数据产品来了解南极洲周围冰的致密性，并使用了一套全球气候模型来考虑有多少光到达了上层海洋。”“我们发现，南极50%或更多的冰下区域可能支持冰下繁殖，因为南大洋的海冰是由离散的浮冰组成的，小面积的开放水域允许光，因此也允许光合作用生命。”
隐藏的生态系统?
科学家们在完全或几乎完全覆盖下面海水的致密海冰下进行测量，发现88%的测量序列记录了浮游植物在海冰退缩之前的数量增加，26%符合冰下水华的标准。
然而，作者警告说，浮标可以在冰下采样，但不能从这些位置返回数据，这意味着采样位置的坐标并不完全精确。霍瓦特说:“有可能一些高产的事件可能发生在海冰覆盖面积较低的地区。”“因为我们观察到这些繁盛的时间接近海冰消退的时间，也有可能一些浮游植物来自于海冰带之外发生的过程，尽管我们认为这不太可能，因为我们发现了大量高产的测量。”
这对南极生态系统的影响可能是重大的。霍瓦特指出:“营养水平较高的地方会迁移到生产力高的地方，如果是在冰下，人们可能会认为食物网会随之形成。”需要进一步的研究来了解这些隐藏的生态系统是如何运作的，以及浮游植物的大量繁殖是否会吸引冰下的捕食者和猎物。
参考文献:Christopher Horvat、Kelsey Bisson、Sarah Seabrook、Antonia Cristi和Lisa C. Matthes“南极海冰下浮游植物繁殖的证据”，2022年11月17日，《海洋科学前沿》。DOI: 10.3389 / fmars.2022.942799
资助:NASA, NASA, Schmidt Futures, Weston Foundation
