Bằng cách xem băng biển là môi trường sống thiết yếu, chứ không phải là một bề mặt trống trải vô hồn, sự mất mát của nó do sự nóng lên trở thành một viễn cảnh khá tuyệt vời.
Với băng biển ở mức thấp nhất trong 1.500 năm, các cộng đồng sinh thái ở Bắc Cực có thể bị ảnh hưởng như thế nào bởi sự tan chảy liên tục và thậm chí tăng tốc trong những thập kỷ tiếp theo? Trong một bài viết đánh giá trên tạp chí Science, được xuất bản vào ngày 2 tháng 8 năm 2013, Eric Post, giáo sư sinh học của Đại học bang Pennsylvania, và một nhóm các nhà khoa học quốc tế giải quyết câu hỏi này bằng cách kiểm tra mối quan hệ giữa tảo, sinh vật phù du, cá voi và động vật trên cạn chẳng hạn như caribou, cáo Bắc cực và hải mã; cũng như những tác động của việc thăm dò con người đối với những phần không thể tiếp cận trước đây của khu vực.
Lãnh nguyên núi của West Greenland gần dải băng nội địa. Tín dụng: Jeff Kerby, phòng thí nghiệm Eric Post, Đại học bang Pennsylvania
Nhóm nghiên cứu của chúng tôi đã bắt đầu khám phá hiệu ứng ‘domino, mất băng biển đối với động vật biển, cũng như các loài sống trên cạn sống liền kề với băng. Băng biển Bắc Cực nên được coi là một quần xã hoặc một hệ sinh thái và tác động của sự tan chảy và nóng lên đối với các vi sinh vật sống dưới băng trong quần xã sinh vật này đã nhận được nhiều sự chú ý. Tuy nhiên, những con vật sống gần băng cũng có thể cảm nhận được hiệu ứng.
Post giải thích rằng, sau khi đạt mức thấp kỷ lục vào tháng 8 năm 2012, băng biển dự kiến sẽ tiếp tục tan chảy với tốc độ nhanh. Trong toàn bộ thời gian được bao phủ bởi kỷ lục, băng biển Bắc Cực đã giảm hơn 86.000 km2 - một không gian lớn hơn một chút so với tiểu bang Nam Carolina - mỗi năm, theo ông Post. Tên đó là một khu vực sinh sống quan trọng đối với nhiều loài và tỷ lệ mất ngày càng tăng.
Post nói thêm rằng một phần gia tốc của tốc độ này có thể sẽ do một phần là do mất albedo - bề mặt màu trắng do băng phản chiếu ánh sáng mặt trời - do đó gây ra hiệu ứng làm mát. Các albedo cao của băng, Post thêm vào, sẽ được thay thế bằng một bề mặt nước tối hơn, ít phản chiếu hơn - và hiệu ứng sẽ được tăng tốc làm ấm lên và do đó, tan chảy nhanh hơn.
Bằng cách xem băng biển là môi trường sống thiết yếu và là chất nền cho các tương tác quan trọng của loài, thay vì bề mặt trống rỗng vô hồn, sự mất mát của nó do sự nóng lên trở thành một viễn cảnh khá tuyệt vời.
Hiệu ứng domino của băng tan trên động vật trên cạn, Post giải thích, có thể xảy ra theo cách sau đây mặc dù sự gián đoạn trong chuỗi thức ăn: tảo biển và sinh vật phù du băng, chiếm tới 57% tổng sinh học hàng năm sản xuất ở Bắc Băng Dương, đã bị ảnh hưởng ngay lập tức bởi sự tan chảy của băng biển vì mất băng gây ra một sự thay đổi đáng kể trong thời kỳ nở hoa của những sinh vật này. Tương tự như vậy, đất liền kề với các khu vực mất băng biển sẽ trải qua sự nóng lên bề mặt nội địa đáng kể từ bờ biển, ảnh hưởng đến điều kiện đất và sự phát triển của thực vật. Trong bài viết đánh giá của mình, Post và các đồng nghiệp của ông đưa ra giả thuyết rằng, trong khi các động vật sống ở đại dương không xương sống như động vật phù du ăn tảo và thực vật phù du ở biển đã bị ảnh hưởng, các động vật trên cạn lớn hơn như caribou có thể tìm thấy nguồn thức ăn trên cạn của chúng. cũng như vậy, do sự thay đổi nhiệt độ ảnh hưởng đến cộng đồng thực vật trong đất liền.
Bê Caribou ở Tây Greenland. Tín dụng: Jeff Kerby, phòng thí nghiệm Eric Post, Đại học bang Pennsylvania
Một sự thay đổi trong sự pha trộn dân số có thể là một tác động gián tiếp khác của sự tan chảy băng biển. Ông giải thích rằng quần thể sói và cáo Bắc cực chỉ bị cô lập trong mùa hè có thể trở nên cô lập hơn: Một khoảng thời gian dài hơn trong năm mà không có băng, thúc đẩy việc đi lại giữa các quần thể, có thể dẫn đến sự suy giảm trong việc lai tạo.
Tuy nhiên, đối với các loài khác, ảnh hưởng của mất băng biển có thể ngược lại: Sinh Chúng tôi biết rằng, đối với một số loài, băng biển đóng vai trò như một rào cản đối với sự xen kẽ, Đăng Post giải thích. Vì vậy, việc mất băng và kéo dài mùa không có băng sẽ làm tăng sự pha trộn dân số, làm giảm sự khác biệt di truyền. Ví dụ, Post đã giải thích rằng, ví dụ, gấu Bắc cực và gấu xám đã được quan sát thấy đã lai vì gấu Bắc cực hiện đang dành nhiều thời gian hơn trên đất nơi họ có liên hệ với Grizzlies.
Mặc dù sự pha trộn dân số như vậy không nhất thiết gây lo ngại, Post giải thích, nó có thể dẫn đến những thay đổi mạnh mẽ trong động lực học bệnh. Ví dụ, một quần thể hiện đang là vật chủ của một mầm bệnh nhất định có thể mang mầm bệnh đó đến một quần thể khác, trước đây chưa được phơi nhiễm. Ngoài ra, việc giảm băng biển ở Bắc Cực Canada có thể sẽ làm tăng sự tiếp xúc giữa các loài Bắc cực đông và tây, thúc đẩy sự pha trộn các cộng đồng mầm bệnh mà trước đây đã bị cô lập, theo ông Post. Ví dụ, virut distemper phocine (PDV) hiện đang ảnh hưởng đến hải cẩu phía đông Bắc Cực. Nhưng nếu những con hải cẩu này bắt đầu trộn lẫn với hải cẩu Bắc cực, virus có thể đến những quần thể ngây thơ khác.
Cáo Bắc Cực. Tín dụng: Jeff Kerby, phòng thí nghiệm Eric Post, Đại học bang Pennsylvania
Hơn nữa, việc đông đúc động vật trong môi trường sống ven biển khi rút lui trên biển cũng có thể gây ra những thách thức đối với sức khỏe và sức sống của quần thể một số loài, đặc biệt là hải mã, Post giải thích. Những chú chó Walrus là những người cung cấp thức ăn sinh vật đáy, cho biết, có nghĩa là chúng là những chuyên gia tìm kiếm thức ăn chỉ xảy ra ở những vùng nước nông. Họ cũng sử dụng các cạnh của băng biển để nghỉ ngơi và lặn từ trong khi tìm kiếm thức ăn. Tuy nhiên, khi băng biển tan chảy và rìa của nó rút khỏi bờ biển, nó trở nên nằm trên mặt nước sâu hơn. Kết quả là, hải mã đã được quan sát thấy từ bỏ rìa băng rút lui và tụ tập dọc theo bờ biển, từ đó chúng có thể cố gắng duy trì tiếp cận với vùng nước nông. Tuy nhiên, hành vi này làm tăng mật độ động vật tại địa phương trên ‘haulout, và có thể thúc đẩy truyền mầm bệnh cũng như dẫn đến chà đạp trẻ.
Post nói thêm rằng khả năng tiếp cận lớn hơn của các vùng xa xôi trước đây của Bắc Cực đối với hoạt động thăm dò của con người có thể là một hậu quả bất ngờ khác của việc mất băng trên biển. Băng trôi trên biển, mùa băng dài hơn và mất băng biển dự kiến sẽ thúc đẩy sự phát triển của các tuyến vận tải biển và tăng lưu lượng vận chuyển trong các khu vực trước đây không thể tiếp cận được. Có thể tăng cường tiếp cận biển này sẽ đẩy nhanh tốc độ thăm dò khoáng sản và dầu khí ở Bắc Cực, do đó có thể ảnh hưởng đến cả động vật trên cạn và trên biển; ví dụ, cá voi đầu mũi và hải mã Thái Bình Dương.
Thông qua Đại học Khoa học Eberly