Több fitoplankton, kevesebb jég: a klímaváltozás ellentmondásos hatása

A kutatók a Nature Communications: Earth & Environment című folyóiratban publikálták eredményeiket, miután egy fejlett számítógépes modellt használtak: ez egyszerre szimulálta a tengeri élővilág és az óceáni fizikai folyamatok kölcsönhatását Grönland egyik legviharosabb fjordjában. Az óceánkutatókat különösen érdekli, hogyan hat ez a folyamat az apró, növényszerű szervezetekre, amelyek szén-dioxidot nyelnek el, és alapját képezik a tengeri táplálékláncnak.

Grönland akár 293 milliárd tonna jeget veszít évente. A nyári csúcsolvadás idején a Jakobshavn-gleccser (más néven Sermeq Kujalleq) alól másodpercenként több mint 1 200 köbméternyi édesvíz zúdul az óceánba – ez a gleccser a legaktívabb az egész jégtakarón.

Ez az édesvíz kevésbé sűrű, mint a környező sós víz, ezért felfelé áramlik. A kutatók azt feltételezték, hogy közben vasat és nitrátokat – például a műtrágyákban is megtalálható nitrátionokat – hoz magával a mélyből, amelyek táplálják a felszíni fitoplanktonokat.

Bár ezek az élőlények mikroszkopikus méretűek – sok közülük kisebb egy tűfejnél is –, az óceán táplálékhálójának óriásai: táplálékul szolgálnak a krilleknek és más állati planktonoknak, amelyek aztán a halakat, bálnákat és más nagyobb tengeri állatokat tartják életben.

Korábbi kutatások szerint az Északi-sarki fitoplanktonok növekedési rátája 1998 és 2018 között 57%-kal emelkedett. Nyáron – amikor a tavaszi planktonrobbanás már felélte a legtöbb tápanyagot – a mélyből érkező nitrát kulcsfontosságú lehet. A grönlandi partvidéken azonban nehéz közvetlen méréseket végezni, a terep elzártsága és a városnyi méretű jéghegyek miatt.

„A klasszikus tudományos problémával álltunk szemben: megérteni egy rendszert, amely távoli és jég alá van temetve” – mondta Dustin Carroll, a San José Állami Egyetem óceánkutatója és a NASA Sugárhajtás Laboratóriájának munkatársa. – „Kellett egy tökéletes számítógépes modell.”

A csapat a NASA és az MIT által fejlesztett ECCO-Darwin modellt alkalmazta (Estimating the Circulation and Climate of the Ocean – Darwin). Ez a rendszer több milliárd tengeri és műholdas mérési adatot dolgoz fel – a víz hőmérsékletétől és sótartalmától kezdve egészen a tengerfenéken mért nyomásig –, hogy valósághű képet adjon az óceán mozgásairól és biológiájáról.

A modell különlegessége, hogy „modellt épít a modellen belül”: a kutatók többszintű szimulációt alkalmaztak, hogy közelről megvizsgálják, mi történik a gleccser lábánál található fjordban.

A NASA Silicon Valley-i Ames Kutatóközpontjának szuperszámítógépein végzett számítások szerint a gleccser által felfelé mozgatott mélytengeri tápanyagok 15–40%-kal növelhetik meg a nyári fitoplankton-mennyiséget az adott térségben.

Több fitoplankton – több hal, több bálna? Lehet. De Carroll szerint az ökoszisztémára gyakorolt hatások feltérképezése még hosszú időt vesz igénybe. Ráadásul a klímamodellek szerint a grönlandi jégolvadás csak gyorsulni fog, ami kihat nemcsak a tengerszintre, hanem a növényzetre és a part menti vizek sótartalmára is.

„Most egyetlen rendszer működését rekonstruáltuk, de Grönland partjain több mint 250 gleccser van” – mondta Carroll. A kutatócsoport célja, hogy a jövőben az egész grönlandi partvidékre és azon túlra is kiterjessze a szimulációkat.

Az olvadékvíz hatása a szén-dioxid-körforgásra is kettős lehet: egyrészt melegíti és hígítja az óceán vizét, ami csökkenti annak CO₂-megkötő képességét. Ugyanakkor a fokozott fitoplankton-növekedés révén több szén-dioxidot vonnak ki a levegőből, így a két hatás részben kiegyenlíti egymást.

„Ezeket az eszközöket nem egyetlen célra építettük” – tette hozzá Michael Wood, a tanulmány vezető szerzője. – „Olyan ez, mint egy svájci bicska: alkalmazhatjuk a texasi partvidéktől egészen Alaszka vizeiig, bármilyen tengeri régió vizsgálatára.”