冰川是巨大的白色冰體，能反射大量陽光。然而，在積雪融化、冰層裸露的區(qū)域，常常會出現(xiàn)暗斑。這些暗區(qū)是由直接生長在冰面上的微小藻類造成的。這些藻類使冰川表面變暗，降低了冰川反射陽光的能力，從而增加了熱量的吸收。這反過來又導(dǎo)致冰川升溫，融化速度加快。

探險營地俯視圖。圖片來源：Laura Halbach

人們對這些微小藻類如何在冰川的惡劣環(huán)境中獲取生存所需的營養(yǎng)知之甚少。為了探究這個問題，由德國不來梅馬克斯·普朗克海洋微生物研究所的勞拉·哈爾巴赫、卡塔琳娜·基辛格和亞歷山大·阿內(nèi)西奧領(lǐng)導(dǎo)的研究小組，與丹麥奧胡斯大學(xué)的同事一起，對格陵蘭冰蓋進(jìn)行了一項研究。他們發(fā)現(xiàn)冰川冰上的藻類是真正的營養(yǎng)吸收冠軍。

“我想了解這種藻華是如何在格陵蘭島形成的，”該研究的主要作者、馬克斯普朗克海洋微生物研究所的勞拉哈爾巴赫解釋道。

作為博士項目的一部分，勞拉·哈爾巴赫與一組研究人員前往格陵蘭島，對冰藻進(jìn)行實驗。她收集的樣本后來揭示了這種藻類獨特的儲存營養(yǎng)的能力，使其能夠適應(yīng)地球上最惡劣的環(huán)境。圖片來源：雷·穆羅

哈爾巴赫利用新方法，成為有史以來第一位測量藻類如何吸收和儲存營養(yǎng)物質(zhì)的研究人員。

盡管缺乏營養(yǎng)，藻類仍能生長并在冰層上繁殖。在格陵蘭島西海岸，大約十分之一的冰川融化是由這些微生物造成的。在某些情況下，它們使冰川表面變暗，甚至在衛(wèi)星圖像上都清晰可見。鑒于氣候日益變暖，格陵蘭冰蓋上無雪區(qū)域越來越多，從而為藻類提供了更多的潛在棲息地，藻類高效吸收和儲存營養(yǎng)的能力尤為重要。

透過顯微鏡看到的冰面上的藻類。棕紅色使冰呈現(xiàn)出深色。圖d除了藻類外，還顯示了幾種生活在冰上的其他微生物。圖片來源：《自然通訊》

格陵蘭冰蓋對我們的氣候影響重大。它的融化對全球海平面上升貢獻(xiàn)巨大，因為它向海洋釋放了大量淡水。由于全球變暖，越來越多的冰川地區(qū)積雪消失，冰層暴露在外。

這就產(chǎn)生了可供冰藻定居的新區(qū)域，進(jìn)而加速了融化——這一循環(huán)迫切需要更詳細(xì)地了解。

目前的研究讓我們向前邁出了一大步：“到目前為止，還沒有測量冰藻如何為自己提供營養(yǎng)，”哈爾巴赫說。

勞拉·哈爾巴赫和雷·穆羅出發(fā)前往格陵蘭冰蓋采集冰樣。圖片來源：勞拉·哈爾巴赫

研究人員現(xiàn)在正在用一種特別精確的方法來彌補(bǔ)這一差距，這種方法可以測量單個細(xì)胞的營養(yǎng)吸收和儲存情況。結(jié)果表明，即使現(xiàn)場幾乎沒有任何營養(yǎng)物質(zhì)，藻類也能快速生長。相反，它們可以有效地吸收無機(jī)氮，并且擅長儲存磷。

如果這些冰藻沒有因為寄生真菌或微量元素缺乏等原因而大量死亡，那么幾乎沒有什么可以阻止它們的生長。它們可以在裸露的冰面上生長，從而加劇冰融化——這可能是全球變暖的一個正反饋。

Laura Halbach 領(lǐng)導(dǎo)的研究人員的發(fā)現(xiàn)不僅引人入勝，而且意義重大。這些發(fā)現(xiàn)將有助于更好地預(yù)測深色色素藻對格陵蘭冰蓋融化的貢獻(xiàn)。每年的冰融化計算已被納入當(dāng)今的氣候模型中。新的發(fā)現(xiàn)可以用于改進(jìn)冰融化預(yù)測模型中對藻類的描述，從而更好地反映其對全球氣候的影響。

編譯自scitechdaily