Globální oteplování postupně mění Arktidu i Antarktidu. Nejviditelnějším důsledkem je úbytek mořského ledu. Jenže nový výzkum publikovaný v prestižním časopise Nature Communications ukazuje, že důsledky sahají mnohem hlouběji – doslova. Tání ledu totiž mění nejen množství světla, které proniká pod hladinu, ale i jeho spektrální složení – tedy barvu světla, kterou podmořský život přijímá. A to má zásadní dopady na fotosyntézu, mikroskopické řasy i potravní řetězec celého oceánu.

Proč na barvě světla záleží

Pod mořským ledem se nachází zcela odlišný svět než v otevřených vodách. Led sice propustí jen malé množství světla, ale zároveň zachová téměř celé barevné spektrum – červenou, zelenou i modrou. Otevřená voda však většinu barev pohlcuje – zejména červenou a zelenou. Hlouběji tak proniká hlavně modré světlo, což je také důvod, proč moře vypadá modře.

Rozdíl je i v samotné podstatě vody. V kapalném stavu molekuly vibrují a pohlcují určité části spektra. Tím vytvářejí tzv. spek­trální výpadky, které ovlivňují, jaké vlnové délky světla mohou fotosyntetické organismy využívat. V ledu jsou však molekuly vázány v pevných strukturách – a vibrace, a tedy i tyto výpadky, chybí. Výsledkem je zachování širšího spektra světla.

Zdroj: Shutterstock

Ledové řasy nejsou připraveny na změnu

Tento rozdíl má obrovský dopad na život pod ledem. Mikroskopické řasy a fytoplankton, které tvoří základ mořského ekosystému, mají fotosyntetické pigmenty přizpůsobené světelným podmínkám pod ledem. Jakmile led zmizí, dostanou se najednou do prostředí dominovaného modrým světlem – a jejich schopnost fotosyntézy se výrazně snižuje.

„Pigmenty těchto řas jsou přizpůsobeny širokému spektru světla. V modrém prostředí je jejich efektivita nižší,“ vysvětluje hlavní autorka studie, Monika Soja-Woźniak z Amsterdamské univerzity.

Tým vědců – zahrnující biology, chemiky i fyziky z Nizozemska a Dánska – pomocí optických modelů potvrdil, že tento spekt­rál­ní posun vede nejen k poklesu fotosyntetické aktivity, ale také k proměně druhového složení. Organismy lépe přizpůsobené modrému světlu získávají výhodu – na úkor specializovaných ledových řas.

Důsledky pro celý potravní řetězec

Drobné řasy nejsou na první pohled nijak významné. Jenže právě ony tvoří základ arktického potravního řetězce. Jejich úbytek nebo změna složení může mít kaskádový efekt – ovlivní populaci ryb, mořských ptáků i savců.

„Fotosyntetické řasy nejsou jen zdrojem potravy. Pomáhají také pohlcovat oxid uhličitý z atmosféry. Jejich pokles ovlivňuje i uhlíkový cyklus,“ varuje spoluautor studie profesor Jef Huisman.

Klimatické modely musí zohlednit i barvu světla

Dosud se většina klimatických simulací soustředila na množství světla, které proniká pod led. Tento výzkum ale ukazuje, že kvalita světla – tedy jeho barevné složení – je stejně důležitá. Pokud ji modely nezohlední, budou výsledky nepřesné. A mohou podcenit skutečné dopady klimatických změn v polárních oblastech.