КРИГА: РОЗТАШУВАННЯ, ХАРАКТЕРИСТИКИ ТА ОРГАНІЗМИ - СЕРЕДОВИЩЕ - 2025

Лід або морський лід безліч плаваючого крижані листів, які утворюються при замерзанні морської води в полярних океанічних областях Землі. Наземні полярні океани покриваються морським льодом сезонно (лише взимку) або постійно протягом року. Вони є найхолоднішим середовищем на планеті.

Цикли температури та сонячного опромінення в полярних океанах мають велику мінливість. Температура може коливатися в межах від -40 до -60 ° C, а цикли сонячного опромінення коливаються між 24 годинами денного світла влітку і цілковитою темрявою взимку.

Малюнок 1. Слід на пачці льоду. Джерело: LBM1948, з Wikimedia Commons

Морський лід або крижаний пакет охоплює 7% поверхні планети і приблизно 12% всього суходолу Світового океану. Більшість із них розташовані у полярних шапах: полярний шолом Північного Льодовитого океану на півночі та полярний шолом Антарктики на півдні.

Морський лід піддається щорічному циклу скорочення та реконструкції його поверхні, природного процесу, від якого залежить його життя та структура екосистеми.

Товщина полярних крижів Землі також сильно змінюється; вона коливається між метром (у часи плавлення) і 5 метрів (у часи стійкості). Місцями можуть утворюватися аркуші морського льоду товщиною до 20 метрів.

Через комбіновану дію вітрів, коливання морських течій та коливання температури повітря та моря морський лід є високодинамічними системами.

Розташування та характеристики

Антарктична крига

Антарктичний пакет льоду розташований на південному полюсі, навколо континенту Антарктида.

Щорічно протягом грудня місяць його льоду тане або тане, через підвищення літньої температури в південній півкулі Землі. Його розширення становить 2,6 млн. Км ² .

Взимку, коли температура падає, вона знову формується і досягає площі, що дорівнює континенту, 18,8 млн км ² .

Арктична крига

У арктичному льодовому пакеті щорічно тануть лише частини, найближчі до континентальних районів. На півночі взимку вона досягає площі 15 млн км ^2, а влітку лише 6,5 млн км ² .

Малюнок 2. Човен, що перетинає льодовий пакет. Джерело: LBM1948, з Wikimedia Commons

Фізика морського льоду

Плавання морських льодових мас

Лід менш щільний, ніж вода, і пливе на поверхні океану.

Коли вода переходить з рідкого в твердий стан, кристалічна структура, що утворюється, має порожні вільні простори, а співвідношення маси / об’єму (щільність) нижче, ніж у води в рідкому стані.

Канали та внутрішні пори

Коли чиста вода твердне до льоду, вона утворює крихке тверде тіло, єдиним включенням якого є бульбашки газу. На противагу цьому, коли морські води замерзають, отриманий лід є напівтвердою матрицею, з каналами та порами, заповненими сольовим розчином морської води.

Солоність

Розчинені речовини, включаючи солі та гази, не потрапляють у кристалічну структуру, а осідають у порах або циркулюють по каналах.

Морфологія цих пор і каналів, загальний об’єм зайнятого ними льоду та солоність вміщеного морського розчину залежать від температури та віку утворення льоду.

Відбувається дренаж морського розчину завдяки силі тяжіння, що призводить до поступового зменшення загальної солоності морського льоду.

Ця втрата солоності збільшується влітку, коли поверхневий шар плаваючої льодової маси тане і просочується; Це руйнує структуру пор і каналів, і морський розчин, який вони містять, витікає.

Температура

Температура на верхній поверхні плаваючої морської льодової маси (яка становить близько -10 ° C) визначається температурою повітря (яка може досягати -40 ° C) та ізоляційною здатністю снігового покриву.

Навпаки, температура нижньої сторони плаваючої льодової маси дорівнює точці замерзання морської води, на якій вона опирається (-1,8 ° C).

Це призводить до градієнтів температури, солоності - і, отже, розчинених розчинених речовин і газів - і обсягу пір і каналів у масі льоду.

Таким чином, в осінньо-зимовий період морський лід холодніший і має більш високу солоність.

Організми, які населяють морський лід

Криги є регіонами з високою продуктивністю, про що свідчить велика кількість ссавців і птахів, які полюють і харчуються в цих регіонах. Відомо, що багато з цих видів мігрують на величезні відстані, щоб харчуватися в цих районах морським льодом.

Полярні ведмеді та моржі рясніють арктичним льодом, а пінгвіни та альбатроси - на льодовику Антарктики. В обох районах морського льоду є тюлені та кити.

У морському льоду спостерігається значна сезонна розробка фітопланктону, мікроводоростей, які здійснюють фотосинтез та первинних продуцентів трофічного ланцюга.

Це виробництво - це те, що підтримує зоопланктон, риби та глибоководні організми, якими, у свою чергу, харчуються вищезгадані ссавці та птахи.

Різноманітність організмів у морському льоду менше, ніж у тропічних та помірних зонах, але в крижинах також існує величезна кількість видів.

Малюнок 3. Білий ведмідь, що стрибає з острова Шпіцберген, Шпицберген, Норвегія. Джерело: https://es.m.wikipedia.org/wiki/Archivo:Polar_Bear_AdF.jpg

Форми життя в просторах всередині морського льоду

Ключовим параметром існування життя всередині морського льоду є наявність достатнього простору всередині льодової матриці, простору, який також дозволяє рух, поглинання поживних речовин та обмін газами та іншими речовинами.

Пори і канали в матриці морського льоду функціонують як середовища існування для різних організмів. Наприклад, бактерії, різні види діатомів водоростей, найпростіші, торфовища, джгутики і копеподи можуть жити в каналах і порах.

Показано, що лише ротифікатори та торфовища здатні проходити канали та мігрувати через морські крижані горизонти.

Решта організмів, таких як бактерії, джгутики, діатоми та дрібні найпростіші, живуть у порах менше 200 мкм, використовуючи їх як притулок, де їм вигідно низький тиск хижацтва.

Бактерії, архебактерії, ціанобактерії та мікроводорості в морському льоду

Переважаючий вид у льодовій упаковці - це психрофільні мікроорганізми, тобто екстремофіли, які переносять дуже низькі температури.

Гетеротрофні бактерії становлять переважну групу в межах прокаріотичних організмів, які населяють морський лід, які є психрофільними та галотолерантними, тобто живуть в умовах підвищеної солоності, як вільноживучі види, а також пов'язані з поверхнями.

Повідомлялося також про архей як на льодовикових покривах, так і на Арктиці та Антарктиці.

Кілька видів ціанобактерій населяють арктичний морський лід, але в Антарктиці їх не знайдено.

Діатомові водорості є найбільш вивченою групою еукаріотів у морському льоду, але серед них є також динофлагеляти, інфузорії, форамініфери та хлорофіти.

Зміна клімату особливо впливає на полярні криги, і багатьом їх видам загрожує вимирання через цю причину.

Список літератури

1. Арріго, KR і Thomas, DN (2004). Велике значення біології морського льоду в Південному океані. Антарктична наука. 16: 471-486.
2. Brierley, AS та Thomas, DN (2002). Екологія Південного океану. Успіхи морської біології. 43: 171-276.
3. Cavicchioli, R. (2006). Архея холодна адаптована. Мікробіологія природи. 4: 331-343.
4. Collins, RE, Carpenter, SD і Deming, JW (2008). Просторова гетерогенність та часова динаміка частинок, бактерій та pEPS в зимовому морському льоду Арктики. Журнал морських систем. 74: 902-917.
5. Tilling, RL; Вівчарка, А .; Wingham, DJ (2015). Збільшився об'єм арктичного морського льоду після аномально низького плавлення в 2013 році. 8 (8): 643-646. doi: 10.1038 / NGEO2489.