해양생물학 10, 극지 해양 생물학

변화하는 해양 생물학적 시스템이 지구의 북극과 남극 극지방의 극한 환경에 존재한다. 이 두 지역은 지속적으로 차가운 해수 온도, 얼음으로 덮인 바다, 그리고 극심한 계절적 변화로 특징 지어진다. 하지만, 많은 다른 면에서, 이 지역들은 매우 다르고 놀랍도록 다르고 독특한 해양 생태계를 진화시켜 왔다.

북극해는 비교적 작은 지역(146만 평방 킬로미터)이며, 얕은 대륙의 선반이 넓은 곳에 위치한 다소 고립된 해수면이다. 이곳은 깊이가 70m에 불과한 태평양으로 연결되는 매우 좁은 베링 해협과 Atlan으로 연결된 400m깊이의 프람 해협 두곳으로 둘러싸여 있다. 광해 몇몇 큰 시베리아 강과 캐나다 강은 북극해로 흘러들어 가 20~50미터 깊이의 얕은 해수 층을 만들어 , 그 밑에 있는 더 조밀한 해수면을 만들어 낸다. 북극 해양의 광범위한 지역들은 이러한 강 시스템으로부터 많은 양의 침전물을 배출함으로써 생기는 부드러운 퇴적암 바닥을 가지고 있다.

북극해의 표면은 연중 대부분 바닷물의 빙점이나 그 근처에 있다. 따라서, 북극해의 많은 부분이 계절에 따라 팽창하고 후퇴하는 해빙의 떠다니는 캡으로 영구히 덮여 있습니다. 이 모자는 4월에 북극 말에 가장 크고(평균 1,500만 제곱 킬로미터)북극 여름 말에 9월에 가장 작습니다(약 700만 평방 킬로미터). 평균). 여름 해빙은 대부분 북극해의 광대한 대륙 선반 위에서 일어나는 반면, 중앙 북극해의 대부분은 일년 내내 얼음으로 덮여 있습니다. 이 다년 해빙은 몇년 동안 완전히 녹아 남아 있으며 두께가 3-4미터이다. 나머지는 두께가 약 1~2m더 얇은 1학년 얼음이다.

실제로 그것은 풍부하고 다양한 해양 공동체를 보유하고 있으며, 극지방의 먹이 사슬을 유지하는데 기본적인 역할을 하는 공동체이다. 해빙은 단단한 담수 얼음과 달리 매우 다공성이기 때문에 거주할 수 있습니다. 해빙이 형성되면서, 얼음 결정 사이의 작은 공간은 결빙에 내성이 있는 염분이 높은 소금물로 채워진다. 이 과정을 통해 해수 얼음 내부에 미세한 크기에서 수센티미터 크기의 3차원 브라인 채널과 공간이 만들어진다. 이 해협들은 물리적으로 얼음 밑의 바닷물과 연결되어 있고 다양한 해양 생물들에 의해 식민지가 된다.

북극해의 1차 생산량 중 상당 부분, 아마도 바다 얼음으로 영구히 덮여 있는 지역에서 최대 50%가 얼음에서 이루어집니다. 긴 북극 여름에는 충분한 빛이 얼음을 덮고 있는 눈을 통과하고 얼음 자체를 통과하여 얼음 속의 유기체에 의한 일차 생산성을 유지합니다. 여름이 시작될 때, 규조류와 광합성 이노플라그란트는 해빙 안에 나타나고, 또한 얼음의 바닥을 코팅하는 층에 나타난다. 이 광합성 유기체들은 곧 매우 풍부해 져서 얼음을 갈색으로 물들인다. 해빙은 이러한 광합성 생물들을 여름 내내 광합성을 하는 독특하게 안정된 해양 서식지를 제공하여 일차 생산성을 극대화한다.

바이러스, 박테리아, 곰팡이, 원생 동물, 식물성 시리아이트, 플라젤라이트를 포함한 많은 다른 종류의 미생물들이 바다 얼음에 서식하며, 잘 발달된 미생물 웹은 더 많은 개방된 공염균 영역의 1차 미생물 고리입니다. 얼음 누출에 있는 광합성 유기체는 유기 물질(DOM)을 소금물로 용해시켜 박테리아에 의해 에너지원으로 흡수됩니다. 이 박테리아들은 풍부한 플라젤라이트와 시리아이트의 개체 수에 의해 소비된다.

아마포와 요각류와 같은 많은 수의 동물성 유기체들이 얼음의 표면에 무리 지어 있고, 얼음 공동체와 바다 표범 인터페이스에서 풀을 뜯고 있다. 브라인 채널 해양 바닥에서 보통 발견되는 유기체들은 또한 평평한 벌레들과 네마토드를 포함한 바다 유미계의 일부이다.

이 저음질 유기체들은 북극 먹이 그물에서 더 높은 영양 수준으로 연결됩니다(그림 17참조). 그것들은 북극의 대구와 얼음 바닥을 따라 풀을 뜯고 있는 대구와 같은 물고기들의 중요한 먹이입니다. 이 물고기들은 차례로 , 물개, 고래에게 잡아 먹힌다. 물개들은 북극 지역에 서식하는 25,000여마리 정도의 북극곰들에게 중요한 먹이이다. 북극곰은 얼음의 구멍을 통해 발견되거나 얼음 가장자리로 몸을 끌어올릴 때 물개를 죽이는 데 능숙하다.

여름 동안, 해빙의 가장자리가 녹기 시작하면서, 얼음 조류는 얼음 밑의 바닷물로 방출되고, 낮은 가격의 식물성 플랑크톤을 뿌립니다. 여름이 진행되고, 얼음 가장자리가 부서지고 다시 돌아오면서, 이 꽃은 얼음 가장자리에서 생산성이 극도로 높은 20-80킬로미터의 지역을 만들어 냅니다. 바다 코끼리, 바다 표범, 나르월, 벨루가 고래, 바가드 고래 등이 이 바다의 경계를 따라 바다 코끼리와 북극곰과 함께 풍부합니다. 그리고 나서 이 공동체는 북극 여름 동안 북쪽으로 계속해서 북쪽으로 향하는 얼음 가장자리 오아시스를 수백킬로미터 동안 따라갑니다.

이러한 북극 꽃에서 나오는 소비되지 않은 유기물은 해저로 가라앉아 북극 해저 공동체를 지탱한다. 양서류, 벌레, 대합 조개, 그리고 부서지기 쉬운 별들은 북극해의 부드러운 바닥의 퇴적물에 살고 있고, 특히 바닥 사료에 의해 먹이를 먹는 대륙붕에서 흔하다.

연중 일부 개방된 물의 지역은 북극 만년설의 특정 지역에서 지속된다. 폴리에나라고 불리는 이러한 놀라운 특징들은 해류, 강한 바람, 또는 따뜻한 물의 상류층이 해수가 얼지 않도록 막는 곳에서 일어난다. 대부분의 폴리네아는 몇 제곱 킬로미터밖에 되지 않지만, 북부 물 폴리냐 와 같은 것들은 수천 제곱 킬로미터나 된다. 이 물의 섬들은 바다 표범과 고래를 포함한 공기 호흡을 하는 포유 동물들에게 연중 다시 제공되며, 어떤 고래들은 겨울 내내 정상적인 남쪽을 향해  머무를 것입니다. 얼음 캡을 상승시키기 전에 병동으로 향하는 가을 이동 북극의 봄에, 폴리에나는 눈과 얼음 덮개에 의해 침투가 방해 받지 않는 시즌의 첫 빛에 의해 자극 받아 매우 생산적인 해양 오아시스가 됩니다. 많은 수의 물개, 북극곰, 해양 포유 동물, 그리고 바다 표범이 이 특징들의 안과 주변에 모여 있습니다.

인간이 초래한 기후 변화의 결과로, 북극 지역은 온난화되고 있으며, 지구의 다른 지역보다 더 빠른 속도로 그렇게 하고 있다. 이것은 북극해 만년설에 큰 영향을 미치고 있습니다. 북극해의 최대 겨울 범위는 1979년 이후 10년간 평균 3%씩 줄어들었으며, 얼음의 전체 두께도 감소했다. 여름의 최소 얼음 커버의 범위는 훨씬 더 빠른 속도로 감소하고 있으며, 최근 북극 여름의 끝에 있는 바다의 두께는 6백만 평방 킬로미터보다 훨씬 적다.  평균 장기 평균 700만 평방 킬로미터 이 속도라면, 북극해는 여름에 곧 거의 또는 완전히 얼음이 없게 될 것이고 아마도 2040년대 혹은 그보다 더 빠를 것이다.

북극 해양 먹이 그물에 있는 바다의 중요성을 고려할 때, 북극 해양 생태계는 가까운 미래에 근본적인 방법으로 붕괴될 것이 분명하다. 눈과 얼음 커버가 적다는 것은 더 깊은 광음대를 의미하기 때문에 전반적인 일차 생산량은 증가할 수 있다. 하지만, 독특한 바다의 공동체의 소멸은 의심할 여지 없이 이 시점에서 예측하기 어려운 방식으로 북극의 먹이 그물에 영향을 줄것이다. 해빙과 밀접한 관련이 있는 생활에 적응한 물개와 북극곰은 먹이와 번식 서식지가 크게 줄어들 것이기 때문에 특히 타격이 심할 것이다. 현재 북극해에는 얼음으로 뒤덮인 바다에서 어선을 운영하기 어렵기 때문에 상업적인 어업이 없다. 하지만, 이것은 북극 만년설이 줄어들면서 미래에 바뀔 수 있습니다.