Gang på gang bliver forskere overraskede over, hvilken fantastisk evne organisk liv har til at altid at finde en vej til at tilpasse sig ekstreme forhold. Således nu også isalger, der vokser på undersiden af isen i arktiske farvande.
Hidtil har man troet, at isalger først ville kunne begynde at vokse, når der kun lå 30-50 cm sne oven på en meter tyk havis, for ellers ville der ikke være nok lys.
Men nu viser ny dansk forskning udført i det nordøstlige Grønland på den nye Villum Research Station at fotosyntesen går i gang, selv om der ligger op til en meter tykt lag sne oven på isen, og der kun er ganske lidt lys tilstede.
Faktisk er der tale om en verdensrekord, for man har ikke tidligere målt fotosyntese ved så lav lysintensitet.
Studiet giver tilmed et plausibelt bud på, hvorfor man de seneste år har set en stor opblomstring af isalger i de nordøstgrønlandske farvande, men forklarer også, at svaret ikke skal findes i algerne selv – men derimod i snekrystallernes sammensætning, når temperaturen i sneen stiger.
Samtidig fortæller studiet, hvordan den globale opvarmning kan få betydning for fødekæden i Arktis.
Fotosyntesen gik i gang en måned tidligere end ventet
Forskere fra Arktisk Center ved Institut for Bioscience på Aarhus Universitet rejste i april 2015 til Grønland for at studere isalgers fotosyntese.
Læs også: Halvdelen af nedgangen i arktisk havis kan skyldes naturlige variationer
Med hjælp af et rundt 90 mm isbor borede de iskerner ud af havisen for at måle algernes aktivitet.
Forventningen var, at der absolut intet skete før i slutningen af maj og begyndelsen af juni, hvor sneen på overfladen af den meter tykke havis var smeltet væk.
Men de kunne se, at klorofyl a, der er et pigment, som algerne bruger til at opfange lyset med, steg, så fotosyntesen allerede i begyndelsen af maj gik i gang, forklarer Lars Chresten Lund-Hansen, lektor, Arktisk Center, Institut for Bioscience, Aarhus Universitet, til Ingeniøren:
»Vi ved selvfølgelig godt, at isalgerne vokser på undersiden af isen. Det nye er, at de kan gøre det, selv om du har en meter tyk sne og en meter tyk is, og der kun er ganske lidt lys dernede. Det betyder, at det ikke er snetykkelsen som sådan, der var afgørende for igangsættelsen af fotosyntesen.«
Forskerne har benyttet specialudstyr til undersøgelse af isalgerne. Isboret er 90 mm i diameter. Man borer en iskerne ud, som man forsigtigt tager op, skærer i skiver af cirka fem cm tykkelse og fragter hjem til laboratoriet. Der tør man skiverne op, filtrer plankton og isalger fra. Sender det videre hjem til Danmark, hvor man ekstraherer det i ethanol for at måle mængden af klorofyl, der er det pigment, isalgerne bruger til at indfange lyset. Forskerne har også foretaget hurtige analyser ude på selve havisen. Der kan de måle fotosyntesen ved hjælp af en fluorescensebaseret metode. Man kan ikke måle fotosyntesen som sådan ude på isen, forstået som kulstof 14-metoden, der bliver anvendt hjemme i laboratoriet og med relativt store koncentrationer af alger. Men man kan beregne de samme fotosyntese-parametre, som man kan med kulstof 14-metoden bare meget meget små mængder organisk materiale. Temperaturen i sneen er målt ved hjælp af automatiserede højfrekvente temperatursensorer, der består af en streng, hvor der for hver 3 cm blev målt temperaturer ned gennem sneen, isen og ned til havvandet. Fotosyntesen blev målt til at begynde ved en ekstrem lav lysintensitet (<0.17 umol fotoner m-2s-1)Sådan måles isalgers fotosyntese
Kilde: Aarhus Universitet
Snekornene ændres når temperaturen stiger
I stedet skal forklaringen som tidligere nævnt findes i sneen. Med hjælp fra britiske forskere, der er eksperter i optiske forhold i sne, fandt forskerne ud af, at når sneen bliver varmere over tid, ændrer de optiske forhold sig i sneen, så der kan trænge lys ned.
Læs også: Forsvaret træder ind i rumalderen med egen satellit
»Snekornene bliver større, og det betyder, at der kan komme mere lys ned på undersiden af isen. Det kunne vi så vise via en modellering, som vores britiske kolleger har lavet og som sandsynliggjorde, at vores observationer var rigtige,« siger Lars Chresten Lund-Hansen.
»Vi kunne måle lyset, og vi kunne måle, at snepakken (selve snedækket oven på isen, red.) blev varmere og varmere over tid. Og briterne kunne så sandsynliggøre, at det skyldtes en ændring i de optiske forhold i snepakken i og med, at den blev varmere, så der kom mere lys ned på undersiden af isen,« siger han.
Godt for fødekæden
Når man tager i betragtning, at klimaet på Jorden bliver varmere, så bidrager denne forskning til øget viden om forholdene for fødekæden i arktiske farvande.
Og det er faktisk godt nyt, at de optiske forhold i sneen får isalgerne til at vokse tidligere.
Læs også: Nu bliver Grønlands nye forskningsstation omsider indviet
For indtil havisen smelter, og er væk i cirka to-tre måneder i nordøstligste Grønland, er isalgerne den eneste fødekilde i slutningen af vinteren og først i foråret for det første led i fødekæden; zooplankton, der bliver spist af fisk, som bliver spist af sæler for til sidst at blive et måltid for den øverste art i fødekæden; isbjørnene.
»Hvis produktionen af isalger går i gang tidligere, bliver der mere mad i fødekæden, og tænker fangstmæssigt også flere fisk i farvandene som føde til mennesker. Så umiddelbart medfører temperatursstigningen ikke et problem på grund af en opblomstring af isalger,« siger Lars Chresten Lund-Hansen.
Lige linje fra isalgerne til isbjørnen
Forskernes videnskabelige artikel blev offentliggjort i januar 2018 i Journal of Geophysical Research.
Og næsten samtidigt understregede et andet studie publiceret af andre forskere i tidsskriftet Plus One vigtigheden af isalgerne i forhold til isbjørnenes fødekæde.
For forskerne havde der fundet frem til, at lipider og proteiner i isbjørnekød langt overvejende stammede fra isalger.
