В феврале прошлого года в районе украинской научной станции «Академик Вернадский» в Антарктиде снег покраснел. Случай не единичный. Похожие сообщения все чаще поступают из разных районов мира — Арктики, Альп, Скалистых гор, со Шпицбергена. По мнению ученых, это опасный признак.
«Арбузный» снег
Исследование красного снега в Антарктиде показало, что он зацвел. Виной тому большое количество одноклеточной водоросли Chlamydomonas nivalis или хламидомонады снежной. Она содержит каротиноидный пигмент астаксантин, защищающий от видимого и ультрафиолетового излучения. Это вещество и придает необычный цвет — от нежно-розового до кроваво-красного. А при таянии и испарении воды меняет окраску на бурую или желтую.
Недавно ученые выяснили: Chlamydomonas nivalis широко распространилась в полярных регионах, потому что выработала адаптивные механизмы для выживания в экстремальных условиях низких температур и избытка солнечного света. В зимние месяцы она находится в состоянии покоя, а весной питательные вещества, повышенная освещенность и талая вода стимулируют возобновление ее жизнедеятельности.
Летом цветение водорослей распространяется в толще снега на глубину 25 сантиметров. Следом появляются и другие организмы, составляющие «снежный» биоценоз, — простейшие и мелкие животные, для которых хламидомонада служит кормом — инфузории, коловратки, нематоды, ледяные черви и коллемболы.
О «кровавом» снеге знали еще древние греки — Аристотель упоминал его в своей «Истории животных».
В США красный снег известен также под названием «арбузный» — говорят, похож по вкусу и запаху. Однако ученые это не подтверждают и не рекомендуют его пробовать: влияние хламидомонады снежной на человека не изучено.
Снежная радуга
Существуют и другие холодолюбивые водоросли: рафидонема снежная (Rhaphidonema nivale) придает снегу зеленую окраску; Sanguina nivaloides и Sanguina aurantia — соответственно красную и оранжевую; Chloromonas polyptera — оранжевую; Mesotaenium bergrenii — коричневую; анцилонема Норденшельда (Ancylonema nordenskioeldii) — малиновую или коричневую, в зависимости от температурного режима и влажности воздуха.
Анцилонема, по заключению ученых, ответственна за «загадочное», как писала пресса, появление розового снега и льда в Альпах в прошлом году. Еще раньше этот вид ученые зафиксировали в Гренландии.
Космополитичные красные Chlamydomonas nivalis, Ancylonema nordenskioeldii и Sanguina nivaloides распространены по всему миру. Оранжевые водоросли более редкие: Sanguina aurantia обнаружена только на Шпицбергене, а массовые скопления Chloromonas polyptera встречаются исключительно в Антарктиде.
Ученые из Кембриджского университета и Британской антарктической службы, объединив спутниковые данные с результатами наземных наблюдений, создали первую в истории крупномасштабную карту микроводорослей, которые живут на поверхности снега вдоль побережья Антарктического полуострова. Результаты показывают: области их распространения по мере повышения глобальной температуры с каждым годом расширяются.
Исследователи также выяснили, что поля зеленых снежных водорослей часто располагаются вблизи мест обитания морских птиц и млекопитающих, чьи экскременты — природное удобрение.
Криоконитовые дыры
На поверхности снега и льда водоросли нитевидной формы вместе с неорганическим материалом, например минеральной пылью, образуют темный осадок — криоконит, состоящий из сферических микробно-минеральных гранул. Именно это потемнение ледников больше всего беспокоит ученых.
Скорость таяния ледников зависит от альбедо — отражательной способности их поверхности. Обычный лед отражает обратно в атмосферу более 80 процентов солнечного излучения. Но с появлением водорослей и криоконита, которые его затемняют, лед поглощает больше тепла и быстрее тает.
В итоге возникает петля обратной связи: чем выше скорость таяния, тем активнее размножаются водоросли. Пигмент усиленно поглощает тепло. Из-за этого вокруг образуются углубления — криоконитовые дыры, где скапливается необходимая микроорганизмам вода и растительность бурно цветет.
Зеленые еще опаснее, чем красные
Недавно американские и чилийские ученые показали, что в Антарктиде в связи с глобальным потеплением площади развития цветного снега с каждым годом распространяются все дальше в глубь континента. Расширяется и сезон цветения снежных водорослей.
Ученые впервые измерили спектральное альбедо красного и зеленого снега на трех участках на Антарктическом полуострове. Выяснилось, что по сравнению с чистым покровом у пятен зеленых водорослей оно ниже на 40 процентов, а у красных — на 20.
Летом, во время пика сезонного цветения снежных водорослей в южной части Антарктиды, радиационное воздействие возрастает на 26 и 13 ватт на квадратный метр соответственно. Эти величины сопоставимы с долей, которая приходится на темную пыль на снегу в средних широтах.
То, что зеленые водоросли поглощают вдвое больше солнечной радиации, чем красные, специалисты объясняют тем, что они содержат больше пигмента, в данном случае — зеленого хлорофилла.
Ранее ученые отмечали вклад микроорганизмов в ускоренное таяние ледников в Гренландии, Исландии, Норвегии, Гималаях, Сьерра-Неваде, Андах и на Аляске.
На ледяном щите Гренландии, вблизи побережья, есть так называемая темная зона — полоса длиной около 400 и шириной примерно 100 километров: в связи с пониженным альбедо там активно тает лед. Она хорошо видна на спутниковых снимках. Эксперты думали, что затемнение льда вызвано только минеральной пылью и сажей, но после детального изучения оказалось, что важную роль играют и пигментированные водоросли, которые питаются сажей.
Сейчас Гренландский ледяной щит отступает с угрожающей скоростью. Его таяние вносит самый большой вклад в общее повышение уровня Мирового океана. По мнению исследователей, глобальное потепление ускорит процесс: увеличение талой воды на поверхности ледников Гренландии приведет к еще большему распространению цветущих микроорганизмов. Источник
Читайте также: Загадочное явление: как отразится на здоровье людей кровавая луна в 2021 году
