science

Is it possible to predict algae blooming on snow? (Czy można przewidzieć zakwity glonów na śniegu?)

Obraz1

Red snow is just an effect of red algae blooming. It is usually called watermelon snow although the appearance of this colour on snow does not have anything to do with the fruit. Chlamydomonas nivalis is a species responsible for the blooming of snow. I am always amazed by how, within just a few days, white snow patches become reddish, to sometimes turn completely red or pink. Algae blooming is a common phenomenon in mountain and polar regions. Blooming significantly reduces the reflection of sun rays on the snow, i.e. the reduction of snow albedo, to use a professional term. It may reduce the albedo of clean snow even by 75%. But how is it possible that algae appear on snow which has fallen from the sky and covered biologically diverse and rich surface? The answer is hidden in the air. Red algal cells appear to have originated from windblown algal spores in the atmosphere. Algae growing on snow surface are usually derived from spores transported by wind or animals from distant places. When algae reach snow and appropriate conditions are fulfilled, the blooming starts. But what conditions do they need and how to predict them? In the era of global warming and fast snow and ice melting it is a very significant issue. Conditions responsible for blooming and their predictions have remained under a question mark until today. An article published by a team of Japanese scientists in The Cryosphere Discussions seeks to answer these tricky questions. The investigation was conducted on two snow fields at the Qaanaaq Ice Cap in the northwest Greenland. The scientists observed snow through the whole polar summer. During snow observations, they measured temperature as well as solar energy. Snow algae first appeared at the study sites in late June, which was ca. 94 hours after air temperatures exceeded the melting point. Following algae appearance, their biomass increased exponentially until late July, to finally slow down at the end of polar summer in early August. Using data such as the initial cell concentration, growth rate, carrying capacity and meteorological data along with snow chemical properties, the Japanese team built a model. This is a great step in snow sciences. The model will enable the evaluation of snow algae impact on the melting of seasonal snowpacks and glaciers. See here for more details on this snowy topic.

Obraz3

 

Czerwony kolor śniegu to po prostu zakwit tzw. czerwonych glonów czyli zawłotni śnieżnej. Mnie osobiście zawsze intryguje proces, w którym w zaledwie kilka dni, białe płaty śniegu zyskują czerwony odcień, aby w niektórych miejscach stać się całe różowe lub czerwone. Zakwity glonów są częstym zjawiskiem na śniegu w regionach górskich oraz polarnych. Zakwity te, w istotny sposób wpływają na zmniejszenie ilości promieni odbijanych od śniegu do tych pochłanianych czyli fachowo mówiąc, zakwity zmniejszają albedo lodu. Mogą one redukować albedo czystego śniegu nawet o 75%!! Ale skąd glony na śniegu, który spadł z nieba i przykrył biologicznie zróżnicowaną i bogatą powierzchnię? Odpowiedź tkwi w powietrzu. Spory czyli formy przetrwalnikowe glonów wędrują biernie z wiatrem lub na zwierzętach i kiedy dostaną się na śnieg, to w odpowiednich warunkach zaczynają się rozwijać i rozmnażać. Ale jakie to warunki i jak je przewidzieć? Jest to ważne pytanie w dobie zmian klimatu i szybko topniejącego śniegu i lodu. Poznanie mechanizmów odpowiedzialnych za zakwity i możliwość ich przewidywania pozostawały pod znakiem zapytania aż do dziś. Odpowiedź na to pytanie  przedstawiła grupa Japońskich naukowców w czasopiśmie The Cryosphere Discussions. Jako miejsce swoich badań wybrali dwa obszary pokryte śniegiem na czapie lodowej Qaanaaq na Grenlandii. Naukowcy obserwowali śnieg przez cały okres polarnego lata. Podczas obserwacji monitorowano także temperaturę oraz ilość promieniowania słonecznego padającego na śnieg. Algi zaobserwowano po raz pierwszy pod koniec czerwca, ok. 94 godzin po tym, gdy temperatura podniosła się powyżej 0°C. Biomasa alg wzrastała aż do końca lipca, aby zmniejszać się na koniec polarnego lata w sierpniu. Wykorzystując dane, takie jak początkowa koncentracja glonów na śniegu, tempo ich wzrostu, maksymalna liczba komórek na m2, a także wykorzystując dane meteorologiczne i właściwości chemiczne śniegu, grupa Japońskich badaczy zbudowała model matematyczny, który umożliwia monitorowanie i przewidywanie zmian zachodzących na zalegających latami tzw. płatach wiecznego śniegu. To ważny krok w badaniach ekosystemów polarnych! Więcej na temat tych śnieżnych nowości znajdziesz tutaj.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google photo

You are commenting using your Google account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s