- ที่ตั้งและลักษณะ
- น้ำแข็งแอนตาร์กติก
- น้ำแข็งอาร์กติก
- ฟิสิกส์ของน้ำแข็งในทะเล
- ลอยอยู่ในทะเลน้ำแข็ง
- ช่องและรูขุมขนภายใน
- ความเค็ม
- อุณหภูมิ
- สิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในทะเลน้ำแข็ง
- รูปแบบของสิ่งมีชีวิตในช่องว่างภายในทะเลน้ำแข็ง
- แบคทีเรียอาร์เคียแบคทีเรียไซยาโนแบคทีเรียและสาหร่ายขนาดเล็กในน้ำแข็งทะเล
- อ้างอิง
แพ็คน้ำแข็งหรือน้ำแข็งในทะเลคือชุดของแผ่นน้ำแข็งลอยที่จะเกิดขึ้นโดยการแช่แข็งน้ำทะเลในภูมิภาคมหาสมุทรขั้วโลกของโลก มหาสมุทรขั้วโลกบนบกถูกปกคลุมด้วยน้ำแข็งในทะเลตามฤดูกาล (เฉพาะในช่วงฤดูหนาว) หรือถาวรตลอดทั้งปี เป็นสภาพแวดล้อมที่หนาวเย็นที่สุดในโลก
วัฏจักรของอุณหภูมิและการฉายรังสีแสงอาทิตย์ในมหาสมุทรขั้วโลกมีความแปรปรวนสูง อุณหภูมิอาจแตกต่างกันระหว่าง -40 ถึง -60 ° C และรอบของการฉายรังสีแสงอาทิตย์จะแกว่งระหว่าง 24 ชั่วโมงของกลางวันในฤดูร้อนและความมืดทั้งหมดในฤดูหนาว
รูปที่ 1. ติดตามก้อนน้ำแข็ง ที่มา: LBM1948 จาก Wikimedia Commons
น้ำแข็งในทะเลหรือก้อนน้ำแข็งปกคลุม 7% ของพื้นผิวโลกและประมาณ 12% ของมหาสมุทรบนบกทั้งหมด ส่วนใหญ่จะอยู่ในแถบขั้วโลก: หมวกกันน็อกขั้วโลกเหนือของมหาสมุทรอาร์คติกทางเหนือและหมวกกันน็อคขั้วโลกแอนตาร์กติกทางทิศใต้
น้ำแข็งในทะเลผ่านวัฏจักรของการลดขนาดและการสร้างพื้นที่ผิวใหม่เป็นประจำทุกปีซึ่งเป็นกระบวนการทางธรรมชาติที่อาศัยโครงสร้างชีวิตและระบบนิเวศ
ความหนาของแผ่นน้ำแข็งขั้วโลกของโลกก็มีความแปรปรวนสูงเช่นกัน มันแตกต่างกันไประหว่างหนึ่งเมตร (ในช่วงเวลาของการละลาย) และ 5 เมตร (ในช่วงเวลาแห่งความเสถียร) ในบางแห่งอาจมีแผ่นน้ำแข็งในทะเลหนาถึง 20 เมตร
เนื่องจากการกระทำร่วมกันของลมความผันผวนของกระแสน้ำในทะเลและการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิอากาศและน้ำทะเลน้ำแข็งในทะเลจึงเป็นระบบที่มีพลวัตสูง
ที่ตั้งและลักษณะ
น้ำแข็งแอนตาร์กติก
ก้อนน้ำแข็งแอนตาร์กติกตั้งอยู่ที่ขั้วโลกใต้รอบทวีปแอนตาร์กติกา
ทุกปีในช่วงเดือนธันวาคมน้ำแข็งจะละลายหรือละลายเนื่องจากอุณหภูมิในฤดูร้อนที่เพิ่มขึ้นในซีกโลกใต้ของโลก ส่วนขยายของมันคือ 2.6 ล้านกม. 2
ในช่วงฤดูหนาวที่มีการลดลงของอุณหภูมิมันเป็นอีกครั้งและต้นน้ำพื้นที่เท่ากับว่าทวีป 18.8 ล้านกิโลเมตร2
น้ำแข็งอาร์กติก
ในแพ็คน้ำแข็งอาร์กติกเฉพาะส่วนที่ใกล้ที่สุดกับพื้นที่ทวีปเท่านั้นที่ละลายเป็นประจำทุกปี ในช่วงฤดูหนาวทางภาคเหนือจะถึงพื้นที่ 15 ล้านกิโลเมตร2และในฤดูร้อนเพียง 6.5 ล้านกิโลเมตร2
รูปที่ 2. เรือข้ามแพ็คน้ำแข็ง ที่มา: LBM1948 จาก Wikimedia Commons
ฟิสิกส์ของน้ำแข็งในทะเล
ลอยอยู่ในทะเลน้ำแข็ง
น้ำแข็งมีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำและลอยอยู่บนพื้นผิวของมหาสมุทร
เมื่อน้ำผ่านจากของเหลวไปยังสถานะของแข็งโครงสร้างผลึกที่เกิดขึ้นจะมีช่องว่างว่างและอัตราส่วนมวล / ปริมาตร (ความหนาแน่น) ต่ำกว่าน้ำในสถานะของเหลว
ช่องและรูขุมขนภายใน
เมื่อน้ำบริสุทธิ์แข็งตัวเป็นน้ำแข็งจะก่อตัวเป็นของแข็งเปราะซึ่งมีเพียงฟองก๊าซ ในทางตรงกันข้ามเมื่อน้ำทะเลแข็งตัวน้ำแข็งที่ได้จะเป็นเมทริกซ์กึ่งของแข็งโดยมีช่องทางและรูพรุนที่เต็มไปด้วยน้ำเกลือของน้ำทะเล
ความเค็ม
สารที่ละลายรวมทั้งเกลือและก๊าซจะไม่เข้าไปในโครงสร้างผลึก แต่จะตกตะกอนในรูขุมขนหรือไหลเวียนผ่านช่อง
สัณฐานของรูขุมขนและช่องเหล่านี้ปริมาตรน้ำแข็งทั้งหมดที่ครอบครองโดยพวกมันและความเค็มของสารละลายในทะเลขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและอายุของการก่อตัวของน้ำแข็ง
มีการระบายสารละลายทางทะเลเนื่องจากแรงโน้มถ่วงซึ่งส่งผลให้ความเค็มรวมของน้ำแข็งในทะเลลดลงอย่างค่อยเป็นค่อยไป
การสูญเสียความเค็มนี้จะเพิ่มขึ้นในฤดูร้อนเมื่อชั้นผิวของมวลน้ำแข็งที่ลอยอยู่ละลายและซึมออกมา สิ่งนี้ทำลายโครงสร้างของรูพรุนและช่องทางและสารละลายในทะเลที่มีอยู่ไหลออกมา
อุณหภูมิ
อุณหภูมิบนพื้นผิวด้านบนของมวลน้ำแข็งในทะเลที่ลอยอยู่ (ซึ่งอยู่ที่ประมาณ -10 ° C) ถูกกำหนดโดยอุณหภูมิของอากาศ (ซึ่งสามารถสูงถึง -40 ° C) และโดยความสามารถในการฉนวนของหิมะปกคลุม
ในทางตรงกันข้ามอุณหภูมิของด้านล่างของมวลน้ำแข็งที่ลอยอยู่จะเท่ากับจุดเยือกแข็งของน้ำทะเลที่มันอยู่ (-1.8 ° C)
ซึ่งส่งผลให้เกิดการไล่ระดับของอุณหภูมิความเค็มและดังนั้นตัวถูกละลายและก๊าซที่ละลายและปริมาตรของรูพรุนและช่องในมวลน้ำแข็งในทะเล
ด้วยวิธีนี้ในช่วงฤดูใบไม้ร่วง - ฤดูหนาวน้ำแข็งในทะเลจะเย็นกว่าและมีความเค็มสูงขึ้น
สิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในทะเลน้ำแข็ง
พื้นน้ำแข็งเป็นพื้นที่ที่มีผลผลิตสูงโดยเห็นได้จากสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและนกจำนวนมากที่ล่าและกินอาหารในภูมิภาคเหล่านี้ เป็นที่ทราบกันดีว่าสิ่งมีชีวิตเหล่านี้หลายชนิดอพยพมาเป็นระยะทางไกลเพื่อหากินในพื้นที่น้ำแข็งในทะเลเหล่านี้
หมีขั้วโลกและวอลรัสอาศัยอยู่บนแพ็คน้ำแข็งอาร์กติกรวมถึงนกเพนกวินและอัลบาทรอสบนแพ็คน้ำแข็งแอนตาร์กติก มีแมวน้ำและวาฬอยู่ในพื้นที่ของทะเลน้ำแข็งทั้งสองแห่ง
ในน้ำแข็งทะเลมีการพัฒนาแพลงก์ตอนพืชตามฤดูกาลอย่างมากสาหร่ายขนาดเล็กที่สังเคราะห์แสงและเป็นผู้ผลิตหลักของห่วงโซ่อาหาร
การผลิตนี้เป็นสิ่งที่ค้ำจุนแพลงก์ตอนสัตว์ปลาและสิ่งมีชีวิตในทะเลลึกซึ่งในทางกลับกันสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและนกดังกล่าวข้างต้นก็เป็นอาหาร
ความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตในน้ำแข็งในทะเลนั้นน้อยกว่าเขตร้อนและเขตอบอุ่น แต่ยังมีสิ่งมีชีวิตจำนวนมากบนแผ่นน้ำแข็ง
รูปที่ 3 หมีขั้วโลกกระโดดจากเกาะ Spitsbergen เมือง Svalbard ประเทศนอร์เวย์ ที่มา: https://es.m.wikipedia.org/wiki/Archivo:Polar_Bear_AdF.jpg
รูปแบบของสิ่งมีชีวิตในช่องว่างภายในทะเลน้ำแข็ง
ตัวแปรสำคัญสำหรับการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตภายในน้ำแข็งในทะเลคือการมีอยู่ของพื้นที่ที่เพียงพอภายในเมทริกซ์น้ำแข็งช่องว่างที่ทำให้เคลื่อนไหวได้การดูดซึมสารอาหารและการแลกเปลี่ยนก๊าซและสารอื่น ๆ
รูพรุนและช่องภายในเมทริกซ์ของน้ำแข็งทะเลทำหน้าที่เป็นที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตต่างๆ ตัวอย่างเช่นแบคทีเรียไดอะตอมของสาหร่ายหลายชนิดโปรโตซัวพีทแลนด์แฟลกเจลเลตและโคพีพอดสามารถอาศัยอยู่ในช่องและรูพรุน
มีเพียงโรติเฟอร์และพีทแลนด์เท่านั้นที่แสดงให้เห็นว่าสามารถสัญจรผ่านช่องทางและอพยพข้ามขอบฟ้าน้ำแข็งในทะเลได้
สิ่งมีชีวิตที่เหลือเช่นแบคทีเรียแฟลกเจลเลตไดอะตอมและโปรโตซัวขนาดเล็กอาศัยอยู่ในรูพรุนขนาดเล็กกว่า 200 m โดยใช้สิ่งมีชีวิตเหล่านี้เป็นที่หลบภัยซึ่งพวกมันได้รับประโยชน์จากแรงกดดันจากการปล้นสะดมที่ต่ำ
แบคทีเรียอาร์เคียแบคทีเรียไซยาโนแบคทีเรียและสาหร่ายขนาดเล็กในน้ำแข็งทะเล
สิ่งมีชีวิตที่โดดเด่นในก้อนน้ำแข็งคือจุลินทรีย์ที่มีฤทธิ์ทางจิตประสาทกล่าวคือ Extremophiles ที่ทนต่ออุณหภูมิที่ต่ำมาก
แบคทีเรียเฮเทโรโทรฟิคเป็นกลุ่มที่โดดเด่นภายในสิ่งมีชีวิตโปรคาริโอตที่อาศัยอยู่ในน้ำแข็งทะเลซึ่งเป็นสารออกฤทธิ์ต่อจิตประสาทและสารให้ความชุ่มชื้นนั่นคือพวกมันอาศัยอยู่ในสภาพที่มีความเค็มสูงเป็นสิ่งมีชีวิตอิสระและยังเกี่ยวข้องกับพื้นผิว
นอกจากนี้ยังมีรายงาน Archaea เกี่ยวกับแผ่นน้ำแข็งอาร์กติกและแอนตาร์กติก
ไซยาโนแบคทีเรียหลายชนิดอาศัยอยู่ในน้ำแข็งในทะเลอาร์กติก แต่ไม่พบในแอนตาร์กติก
สาหร่ายไดอะตอมเป็นกลุ่มยูคาริโอตที่ได้รับการศึกษามากที่สุดในน้ำแข็งในทะเล แต่ยังมีไดโนแฟลเจลเลต, ซิลิเอต, โฟรามินิเฟอราและคลอโรไฟต์อีกด้วย
การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศมีผลกระทบอย่างยิ่งต่อน้ำแข็งขั้วโลกและสิ่งมีชีวิตหลายชนิดถูกคุกคามด้วยการสูญพันธุ์เนื่องจากสาเหตุนี้
อ้างอิง
- Arrigo, KR และ Thomas, DN (2004). ความสำคัญของชีววิทยาน้ำแข็งในทะเลในมหาสมุทรใต้ วิทยาศาสตร์แอนตาร์กติก. 16: 471-486
- Brierley, AS และ Thomas, DN (2002) นิเวศวิทยาของมหาสมุทรใต้แพ็คน้ำแข็ง ความก้าวหน้าทางชีววิทยาทางทะเล 43: 171-276
- Cavicchioli, R. (2006). Archaea ดัดแปลงเย็น จุลชีววิทยาคิดเห็นธรรมชาติ. 4: 331-343
- Collins, RE, Carpenter, SD and Deming, JW (2008) ความแตกต่างเชิงพื้นที่และพลวัตชั่วคราวของอนุภาคแบคทีเรียและ pEPS ในน้ำแข็งในทะเลอาร์กติกในฤดูหนาว วารสารระบบทางทะเล. 74: 902-917
- การไถพรวน, RL; ต้อนก.; วิงแฮมดีเจ (2015). ปริมาณน้ำแข็งในทะเลอาร์กติกที่เพิ่มขึ้นหลังจากการละลายต่ำอย่างผิดปกติในปี 2556 ธรณีศาสตร์ธรรมชาติ. 8 (8): 643-646 ดอย: 10.1038 / NGEO2489.