LEDENA DNO: MJESTO, KARAKTERISTIKE I ORGANIZMI - OKOLIŠ - 2025

Pakovanje leda ili morski led skup je lebdećih ploča leda koje nastaju zamrzavanjem morske vode u polarnim okeanskim regijama Zemlje. Zemaljski polarni okeani prekriveni su morskim ledom sezonski (samo zimi) ili trajno tijekom cijele godine. Oni su najhladnije okruženje na planeti.

Ciklusi temperature i sunčevog zračenja u polarnim oceanima predstavljaju veliku varijabilnost. Temperatura može varirati između -40 i -60 ° C, a ciklusi sunčevog zračenja osciliraju između 24 sata dnevne svjetlosti ljeti i potpune tame zimi.

Slika 1. Trag na pakovanju leda. Izvor: LBM1948, iz Wikimedia Commons

Morski led ili ledeni paket pokriva 7% površine planeta i otprilike 12% ukupnih kopnenih oceana. Većina ih je smještena u polarnim kapama: arktička polarna kaciga Arktičkog oceana na sjeveru i polarna kaciga Antarktika na jugu.

Morski led podvrgava se godišnjem ciklusu smanjenja i obnove svoje površinske površine, što je prirodni proces o kojem ovise njegov život i struktura ekosustava.

Debljina Zemljine polarne ledene ploče također je vrlo promjenjiva; varira između jednog metra (u vremenu topljenja) i 5 metara (u vremenima stabilnosti). Na nekim mjestima mogu se oblikovati listovi morskog leda debljine do 20 metara.

Zbog kombiniranog djelovanja vjetrova, kolebanja morskih struja i razlike u temperaturi zraka i mora, morski led je vrlo dinamičan sustav.

Lokacija i karakteristike

Antarktična santa leda

Paket leda Antarktika smješten je na južnom polu, oko kontinenta Antarktika.

Godišnje, tijekom mjeseca prosinca, led se topi ili topi zbog povećanja ljetne temperature na južnoj hemisferi Zemlje. Proširenje mu je 2,6 milijuna km ².

Zimi, kako se temperature spuštaju, ponovno se formira i doseže područje jednako kontinentu od 18,8 milijuna km ².

Arktička leda

U pakovanju arktičkog leda godišnje se topi samo dijelovi najbliži kontinentalnim dijelovima. Na sjeveru zimi doseže područje od 15 milijuna km ^2, a ljeti svega 6,5 ​​milijuna km ².

Slika 2. Brod prelazeći čopor leda. Izvor: LBM1948, iz Wikimedia Commons

Fizika morskog leda

Plivaju morske ledene mase

Led je manje gust od vode i lebdi na površini oceana.

Kad voda prelazi iz tekućeg u čvrsto stanje, kristalna struktura koja se formira ima prazne slobodne prostore, a omjer mase / volumena (gustoća) je manji od vode u tekućem stanju.

Kanali i unutarnje pore

Kad se čista voda očvrsne na led, formira se krhka krutina čiji su jedini dodaci mjehurići plina. Suprotno tome, kad se morske vode smrzavaju, nastali led je polučvrsta matrica, s kanalima i porama ispunjenim fiziološkom otopinom morske vode.

Slanost

Otopljene tvari, uključujući soli i plinove, ne ulaze u kristalnu strukturu, već se talože u porama ili cirkuliraju kroz kanale.

Morfologija ovih pora i kanala, ukupna zapremina leda koja ih zauzima i slanost morske otopine sadržane ovise o temperaturi i starosti formiranja leda.

Dolazi do drenaže morske otopine zbog sile gravitacije, što rezultira postupnim smanjenjem ukupne slanosti morskog leda.

Taj se gubitak slanosti povećava ljeti, kada se površinski sloj plutajuće ledene mase otopi i probije; To uništava strukturu pora i kanala, a morska otopina koju sadrže teče.

Temperatura

Temperatura na gornjoj površini plutajuće morske ledene mase (koja iznosi oko -10 ° C) određuje se temperaturom zraka (koja može doseći -40 ° C) i izolacijskom sposobnošću snježnog pokrivača.

Suprotno tome, temperatura donje strane plutajuće ledene mase jednaka je točki smrzavanja morske vode na kojoj počiva (-1,8 ° C).

To rezultira gradijentima temperature, slanosti - a samim tim i otopljenih topljenih tvari i plinova - i volumena pora i kanala u masi morskog leda.

Na ovaj način, morskog leda je u jesensko-zimskom periodu hladnije i ima veću slanost.

Organizmi koji nastanjuju morski led

Ledene sante su regije visoke produktivnosti, o čemu svjedoči veliki broj sisavaca i ptica koji u ovim krajevima love i hrane. Poznato je da mnoge od ovih vrsta migriraju na ogromnim udaljenostima kako bi se na ovim područjima hranile morskim ledom.

Polarni medvjedi i morževi obiluju arktičkim ledenim paketom, a pingvini i albatrosi na pakiranju leda na Antarktiku. Postoje obala i kitova u oba područja morskog leda.

U morskom ledu postoji značajan sezonski razvoj fitoplanktona, mikroalgi koje provode fotosintezu i primarnih proizvođača trofičkog lanca.

Ova proizvodnja je ono što održava zooplankton, ribe i organizme iz dubokog mora na kojima se, zauzvrat, hrane gore spomenuti sisavci i ptice.

Raznolikost organizama u morskom ledu je manja nego u tropskim i umjerenim zonama, ali u ledenim morima postoji i ogroman broj vrsta.

Slika 3. Polarni medvjed koji skače s otoka Spitsbergen, Svalbard, Norveška. Izvor:

Oblici života u prostorima unutar morskog leda

Ključni parametar za postojanje života unutar morskog leda je postojanje dovoljnog prostora unutar ledene matrice, prostora koji također omogućava kretanje, unos hranjivih tvari i razmjenu plinova i drugih tvari.

Pore ​​i kanali unutar matrice morskog leda djeluju kao staništa raznih organizama. Na primjer, bakterije, razne vrste dijatome algi, protozoje, tresetine, flagelati i kopitara mogu živjeti u kanalima i porama.

Pokazalo se da su samo kolofoni i tresetišta sposobni da prelaze kanale i migriraju kroz morske ledene horizonte.

Ostali organizmi, poput bakterija, flagelata, dijatomeja i malih protozoa, žive u porama manjim od 200 μm, koristeći ih kao utočište gdje imaju koristi od niskog predatorskog tlaka.

Bakterije, arhebakterije, cijanobakterije i mikroalge u morskom ledu

Prevladavajuće vrste u pakovanju leda su psihrofilni mikroorganizmi, odnosno ekstremofili koji podnose vrlo niske temperature.

Heterotrofne bakterije čine prevladavajuću skupinu unutar prokariotskih organizama koji nastanjuju morski led, koji su psihrofični i halotolerantni, odnosno žive u uvjetima visoke slanosti, kao slobodno žive vrste i također povezane s površinama.

Arheje su također prijavljene na oba ledena pokrivača, na Arktiku i na Antarktiku.

Nekoliko vrsta cijanobakterija nastanjuje arktički morski led, ali nije pronađeno na Antarktiku.

Diatomske alge su najgledanija skupina eukariota u morskom ledu, ali postoje i dinoflagelati, ciliati, foraminifera i klorofiti.

Klimatske promjene posebno utječu na polarne ledene tokove i mnogim njihovim vrstama prijeti izumiranje zbog ovog uzroka.

Reference

1. Arrigo, KR i Thomas, DN (2004). Veliki značaj biologije morskog leda u Južnom oceanu. Antarktička znanost. 16: 471-486.
2. Brierley, AS i Thomas, DN (2002). Ekologija leda u južnom oceanu. Napredak u morskoj biologiji. 43: 171-276.
3. Cavicchioli, R. (2006). Archaea hladno prilagođena. Pregledi prirode Mikrobiologija. 4: 331-343.
4. Collins, RE, Carpenter, SD i Deming, JW (2008). Prostorna heterogenost i vremenska dinamika čestica, bakterija i pEPS u zimskom morskom ledu na Arktiku. Časopis za morske sustave. 74: 902-917.
5. Tilling, RL; Pastir, A.; Wingham, DJ (2015). Povećani volumen arktičkog morskog leda nakon neuobičajeno niskog topljenja u 2013. Priroda Geoznanost. 8 (8): 643-646. doi: 10.1038 / NGEO2489.