文摘
海水冻结低于-2.0°C,因此冰覆盖的广大地区每年极地海洋的一部分。首先,冰晶表面漂浮;然后浮冰表单来创建一个冰冻的海面景观。这个浮冰举措与风和洋流和可以形成巨额冰碎石或公开打开水当浮冰。海水冻结时,咸卤水被困在一个小网络渠道和口袋整个冰。这个网络是一个生活的地方等微观冰生物细菌、藻类、小动物、小虫子,甲壳类动物。冰藻生长最好的背面的冰,动物可以吃它们。海冰是一个重要的粮食生产对于许多极地海洋生物和冰融化时,它还可以支持生活在海底,可下面几千米。
海冰的形成
淡水的湖泊,河流,鸟浴,或利用冻结在0°C。如果盐添加到水,冰点下降。这意味着海水,通常有一个盐度盐(盐含量)进行30到35 g / l,不开始冻结,直到约-2.0°C。
在极地地区秋季(八月/九月在北极,3月/ 4月在南极),气温迅速下降地表水降温低于冰点。海洋表层,几百米,不断被风和水混合运动。开始冻结时,微小的冰晶开始出现在地表水层和浮到表面。这是所谓的开始浮冰:冻结领域,已经引起了全民的想象探险者和冒险家几百年来(1]。
随着越来越多的冰晶积累在水的表面,形成一层薄粥的一致性。“porridge-ice”然后移动浮风形成巨大的冰晶,可以涵盖许多公里2(图1)。表面上看,冰接触冷空气和晶体冻结在一起,形成一个更严格的冰层。当寒冷渗过冰,冰的增长主要来自底部和冻结的海水接触层底部的冰。在几周内,冰可以超过1米厚。
- 图1——当开始结冰,大面积的所谓油脂冰形式浮在海面。
海水不断移动,冰是分解成大块浮冰,漂浮在海面上。浮冰的范围可以从几米到100多米宽。许多浮冰可以冻结在一起,形成连续的浮冰几公里宽。这些反过来又可以分解成更小的浮冰和电流随着冰,潮汐、风。当风和水流力相互浮冰,他们可以互相桩的顶部,形成巨大的冰堆称为脊(图2 b)。此外,风可以把浮冰分开公开开放的水称为线索。不断移动冰创建一个景观(或frozen-scape)改变一天甚至一小时(图2 a, B)。
- 图2——北极和南极海洋的浮冰是一个不同的环境,可以很敌视的生活。
- (一)寒冷的风刮的风景,这从表面看起来没有生活。(B)大块的冰推入空气形成山脊浮冰colide。
在海冰
冰晶增长是纯粹的水和不含任何盐或其他化合物通常是溶解在海水。因此,随着冰晶冻结在一起形成更坚固的冰,所有的海水中溶解物质被迫出来,创造一个非常咸的液体称为盐水。这盐水收集在一个非常小的渠道网络,盐水渠道,小洞毛孔在越来越多的冰。最好的比较认为瑞士奶酪或海绵,固体的冰和洞充满了一个咸的盐水。
以冰变冷,盐水渠道和毛孔变小的大小和卤水的盐度增加。底部的冰的冰川将在海水的冰点(约2°C)和顶部的冰的浮冰将接近空气温度。在极地冬季的气温可低至-30°C,将会有一个温度梯度之间的空气和底部附近的冰的冰。由于这种梯度,顶部的冰寒冷的冰川将会有较小的盐水盐度卤水渠道和毛孔充满高于那些在冰发现低。
住在冰
在秋天,冰晶向上漂浮在水中,他们捕获粒子之间,收集粒子形成的冰粥在海面上。manbetxapp在线登录水面上漂浮着各种各样的小事情可以被冰晶。这些可以微塑性或沉积物,以及生活微小的生物,如细菌、微藻、幼虫和小甲壳类动物。基本上,任何粘到冰晶和不会游泳可以从开着的水变成冰。
生物体可以住在冰必须能够生存寒冷的温度,但他们也必须应对高和不断变化的盐水盐度。最重要的是,他们需要足够小,以避免陷入小内和冷冻盐水频道。这不是这样的问题在温度超过-10°C,但在寒冷的冰温度,大约-20°C,冰晶之间的空间太小,空间只有最小的细菌(2]。
底部的浮冰接近海水,冰可以挤满了生物。事实上,有太多的生活,有时候,冰是彩色的颜色(黄色或丰富的咖啡图3 a, B)。最常见的生物冰底的微小藻类。也有许多的细菌生活在生产的煤泥冰藻类和死亡生物的遗骸。一群藻类硅藻是最常见的冰藻(图3 c)。硅藻生长在坚硬外壳看起来像很小,硅酸华丽图案的盒子做的,这就像一个艰难的玻璃。
- 图3 -(一)积累丰富的生物染色剂的底部浮冰棕色。
- (B)布朗冰样用10厘米直径专门。(C)海冰硅藻的显微镜图像,放大了大约1000×(图片j . Stefels)。
藻类植物一样,利用光合作用捕获光能生长。很黑暗的底部一个冰川,尤其是如果它是覆盖着一层雪。因此,这些藻类生长在海冰擅长在低光。要做到这一点,他们必须有更多的化学颜料陷阱光燃料所需的光合作用。这些光捕获的大量色素,导致冰的颜色。
在低温和高矿化度的卤水,藻类必须调整其内部环境平衡外部环境的变化,通过增加或减少一些化学物质在他们的细胞。这些化学物质可以调节藻细胞内的压力,所以他们从不同的盐度不收缩或爆炸。其他化学物质也可以作为防冻代理。许多藻类和细菌的冰层覆盖的外细胞凝胶状涂料。这些涂料保护细胞免受冰晶损伤和最极端的温度和盐度的变化。
海冰藻类可以为许多动物提供食物
藻类和细菌的大量冰创建富喂吃其他生物的理由。类似于虾的甲壳纲动物桡足类是小生物,可以发现在高数量低,“温暖”层的冰,冰吃藻类和细菌。寒冷地区的冰盐水渠道更小,更柔体动物,如扁平蠕虫称为涡虫类圆线虫线虫,和简单的生物体称为纤毛虫可以住在高的数字。这些动物可以在高盐度水收缩和膨胀低盐度水,这帮助他们穿过盐水渠道体系。
较低的层的浮冰上一般的生物可以发现(图3一)。这反过来吸引更大的生物冰的下面,在那里他们可以以生物体之间日益增长的大冰晶挂在底部的冰,就像一个明亮的棕色,倒草甸发光的从上面的光。这种生物是多种多样的,包括海蛞蝓(海蛞蝓),甚至更大的甲壳类动物,如磷虾和鱼。冰是一个非常重要的为这些大型动物的食物来源,尤其是在冬天时没有食物在黑暗中下面的水域。下的小动物吃海藻的海冰在食物甚至更大的动物,如海豹,企鹅,和其他海洋鸟类。海冰藻类的生长是非常重要的生活在冰雪覆盖的水域。
海冰藻类可以完全覆盖下腹浮冰在春天和初夏(图3)。有些物种甚至形成链和团挂在底部的冰。迟早有一天,如果没有吃,这丰富的食品供应下降的冰和沉入水中。它甚至可以到达深海海洋表面以下地面几千米。在海底,这是食物移动的大动物,像海参和海蛇尾(3]。
海冰生态系统是脆弱的
尽管海冰是一个重要的生物的生活空间,在冬季,这只是一个短暂的。在春天和初夏,空气和水的温度增加,冰开始融化。这释放所有的水里面回有机体,在那里逗留到冻结的下一个周期开始下一个秋天。尽管海冰来了又走,巨大的地区覆盖了北极海冰在秋季和冬季(1500万公里2和南极2200万公里2)使它成为地球上最大的生物群落。地球上所覆盖的区域海冰覆盖面积一样大的大草原或作物的土地。在北极和南极,我们已经看到,气候变化极大地改变当海冰形成的时机和融化,以及冰的性质。认识到生命的重要性,在冰上对于我们对这些的理解是至关重要的气候变化将意味着与海冰的整个生态系统。
术语表
盐度:↑水的含盐量叫做矿化度水没有盐的盐度为0,与35克的盐每升海水的盐度35 200和咸的卤水。
浮冰:↑海冰洋流和移动的风。
冰川:↑一个连续区域的海冰。这些可以改变区域从几平方米到浮冰几平方公里。
盐水:↑解决方案与高浓度的盐。
硅藻:↑在海水和单细胞藻类普遍相似性。他们的特点是被包裹在强硬的外壳由硅酸盐(如玻璃)。
的利益冲突
作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。
引用
[1]↑Glessmer m . 2019。冰形式如何在海里?年轻人面前7:79。doi: 10.3389 / frym.2019.00079
[2]↑托马斯·d . N。Dieckmann, g . s . 2002。南极海洋冰为极端微生物栖息地。科学。295:641-4。doi: 10.1126 / science.1063391
[3]↑Boetius,。阿尔布雷特,S。赞美上帝,K。Bienhold C。Felden, J。Fernandez-Mendez, M。,等。2013。出口的藻类生物量北极海冰融化。科学。339:1430-2。doi: 10.1126 / science.1231346