Наши спутники являются беспристрастными наблюдателями за изменением климата Земли. Со своей выгодной позиции они наблюдают, как паковый лед медленно теряет контроль над полярными океанами, шельфовые ледники распадаются, а ранее замороженные части планеты зеленеют от растительности.
Теперь ученые собрали спутниковые данные за 35 лет, показывающие, что Антарктида медленно, но заметно становится зеленее.
НАСА и Геологическая служба США отправили первый спутник Landsat в космос в 1975 году. С тех пор они запустили еще восемь спутников Landsat, причем Landsat 9 стал последним запуском в 2021 году. Данные Landsat — это уникальная сокровищница данных о Земле и изменения, через которые он проходит, включая миллионы изображений.
Landsats наблюдал, как горят лесные пожары, как расширяются городские районы, как тают ледники и как Земля претерпевает множество других изменений.
В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Nature Geoscience, использовались данные Landsat за 35 лет, от Landsat 5 до Landsat 8, для измерения распространения растительности в Антарктиде. Он называется «Устойчивое озеленение Антарктического полуострова, наблюдаемое со спутников». Исследование проводилось под руководством Томаса Роланда, ученого-эколога из Университета Эксетера, и эксперта по дистанционному зондированию Олли Бартлетт из Университета Хартфордшира.
«Это исследование было направлено на оценку реакции растительности на изменение климата на AP.
Исследования показывают, что площадь земель, покрытых растительностью на Антарктическом полуострове, увеличилась более чем в 10 раз с 1986 года. Площадь земель, покрытых растительностью, выросла с 0,86 кв.км. (0,33 кв. миль) в 1986 г. до 11,95 кв. км (4,61 кв. миль) в 2021 г. Охват ограничен более теплыми краями полуострова, но это все же указывает на сдвиг в экологии региона, вызванный нашей выбросы углерода.
Эта растительная колонизация самого холодного региона Земли начинается с мхов и лишайников. Мхи — виды-первопроходцы, первые организмы, переселившиеся в новую доступную среду обитания. Эти бессосудистые растения прочные и выносливые и могут расти на голых камнях в условиях с низким содержанием питательных веществ. Они создают основу для последующих за ними растений, выделяя кислоту, разрушающую камни, и предоставляя органический материал после их смерти.
Карта наглядно демонстрирует результаты исследования. На каждой из четырех панелей показано количество зеленой растительности на свободной ото льда территории Антарктического полуострова на высоте ниже 300 метров (1000 футов). Каждый шестиугольник заштрихован в зависимости от количества кв. км. из них покрыты растительностью. Это определяется спутниковым нормализованным индексом различий растительности (NDVI). NDVI основан на спектрометрических данных, собранных спутниками Landsat в безоблачные дни каждого марта, в конце вегетационного периода в Антарктиде.
В зеленых зонах преобладают мхи, растущие на коврах и насыпях. В предыдущем исследовании Роланд и его коллеги собрали образцы керна с углеродным датированием из мховых зарослей на западной стороне AP. Они показали, что за последние 50 лет мох накапливался быстрее, а биологическая активность возросла. Это привело их к текущему исследованию, в ходе которого они хотели определить, растет ли мох не только вверх, на возвышенности, но и вширь.
«Основываясь на образцах керна, мы ожидали увидеть некоторое озеленение, — сказал Роланд, — но я не думаю, что мы ожидали этого в тех масштабах, о которых мы сообщили здесь».
«Когда мы впервые просчитали цифры, мы не поверили», — сказал Бартлетт. «Сам по себе показатель весьма поразителен, особенно в последние несколько лет».
Западная часть Антарктического полуострова нагревается быстрее, чем другие части Земли. Мало того, что его ледники отступают, но и площадь морского льда сокращается, и появляется больше открытой воды. Авторы отмечают, что изменение характера ветра из-за выбросов парниковых газов может внести свой вклад.
Что произойдет, когда лед продолжит отступать, а виды-первопроходцы колонизируют все большую часть Антарктиды? На континенте обитают сотни местных видов, в основном мхи, лишайники, печеночники и грибы. На континенте есть только два вида цветковых растений: антарктическая волосистая трава и антарктическая жемчужница. Что это значит для них?
«В повествовании в этих местах доминирует отступление ледников», — сказал Роланд. «Мы начинаем думать о том, что будет дальше после отступления льда».
После того, как мох закрепляется в каком-либо регионе, образуется почва там, где ее не было. Это открывает путь для других организмов, как местных, так и чужеродных. Риск заключается в том, что присущее им биоразнообразие будет подорвано. Туризм и другая человеческая деятельность могут непреднамеренно привести к появлению новых видов, а переносимые ветром семена и споры могут сделать то же самое. Если появятся крепкие организмы, они смогут вытеснить местные виды. Уже есть несколько документально подтвержденных случаев такого явления.
Данные углеродного ядра и данные Landsat — это только начало для Роланда, Бартлетта и их коллег-исследователей. Следующим шагом будет тщательная полевая работа. «Мы подошли к тому моменту, когда сказали лучшее, что могли сказать об архивах Landsat», — сказал Роланд. «Нам нужно поехать в те места, где мы наблюдаем наиболее заметные изменения, и посмотреть, что происходит на местах».
Исследователи хотят знать, какие типы растительных сообществ формируются и какие изменения происходят в окружающей среде.
