研究表明,冰川藻类是如何在格陵兰冰原边缘形成黑暗地带的

时间:2020-02-29 20:29 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

研究表明,冰川藻类是如何在格陵兰冰原边缘形成黑暗地带的

布里斯托尔大学的科学家们进行的一项新研究揭示了格陵兰冰盖边缘生长的微藻是如何导致大面积变暗的。

这种变暗是至关重要的,因为颜色更深的冰吸收了更多的阳光能量,融化速度更快,加速了冰的整体融化,而冰是全球海平面上升的最大单一因素。

极端微生物微藻,或所谓的“冰川藻”,能够生活在冰川和冰原表面上几厘米厚的冰层上,并能在夏季融化季节形成大面积的水华。

格陵兰冰原上的冰川藻华如此广泛,以至于人们认为,它们出现在冰原表面的冰中,是导致冰原西缘大面积变黑的原因。过去20年的卫星观测结果显示,那里被称为“暗区”。

冰盖变暗和冰川藻华之间的联系已经得到了模型和实地观察的支持,但仍不清楚藻类是如何或为什么会造成大面积变暗的。

使用详细的野外观察、采样、实验和造型,Bristol-led团队,作为NERC-funded黑色和布鲁姆的一部分项目,演示了如何冰川藻类细胞内调节能量为了平衡他们的需求进行光合作用和生长的极端光和温度环境格陵兰冰盖和它们是如何优化变黑和融化的冰。

研究表明,冰川藻类是如何在格陵兰冰原边缘形成黑暗地带的

这项发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of The National Academy of Sciences)杂志上的研究揭示了冰川藻类如何产生一种独特的酚类“防晒”色素,这种色素的细胞含量是叶绿素a(通常是绿藻中含量最多的色素)的11倍。

这种酚类色素用于捕获和吸收藻类生长在冰盖表面的大部分强烈阳光,保护藻类的叶绿体(位于充满这种色素的液泡下)免受过多的紫外线和可见辐射。

被这种防晒霜色素吸收的能量随后会以热能的形式进入细胞进行融化产生——对于生活在冰雪世界的藻类来说,这是一种非常聪明的机制,因为在那里获取液态水是生长和生存的主要限制。

这种色素沉着保护细胞免受过多的阳光照射,但也利用能量使熔体生成接近细胞,提供获取液态水和溶解的营养物质的途径,这对生命至关重要。

不幸的是,这种大量生产颜料也是格陵兰冰盖更深了如此显著的原因在夏季融化季节,当冰川藻类达到布鲁姆丰度(大约每毫升10000个细胞的融水)在表面的冰,开车大约百分之十增加表面融化。

研究表明,冰川藻类是如何在格陵兰冰原边缘形成黑暗地带的

该研究的第一作者,克里斯·威廉姆森博士布里斯托布里斯托尔大学的冰川学中心和地理科学学院,说:“永久冷生态系统占超过70%的地球的生物圈,尽管我们知之甚少的微生物能够在这些极端环境中茁壮成长。

“我们的工作为生活在冰川和冰原表面的极端微生物微藻的生态学和生理学提供了新的见解,证明了生命是如何在这些极端的冰雪环境中茁壮成长的。”

“这项工作在研究冰川和冰盖系统的质量平衡(融化与增长)方面具有重要的应用价值,它允许将这种‘生物反照率’效应纳入冰盖表面反射率(变暗)和融化的计算中。”

量化后的全套颜料冰川产生的藻类和造型生长表面的格陵兰冰盖表面,球队的下一步是把所有这些“生物效应”融入更大的格陵兰冰盖物质平衡模型来预测他们的总体贡献冰盖的融化,全球海平面上升。

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