קרח גלים: מיקום, מאפיינים ואורגניזמים - סביבה - 2026

שקית קרח או לים הקרח הוא הסט של צף מדפי הקרח כי נוצרים על ידי ההקפאה מי ים באזורי הקוטב אושיאניק של כדור הארץ. האוקיינוסים הקוטביים היבשתיים מכוסים על ידי קרח ים עונתי (רק בחורף), או לצמיתות לאורך כל השנה. אלה הסביבות הקרות ביותר על פני כדור הארץ.

מחזורי הטמפרטורה וההקרנה הסולארית באוקיינוסים הקוטביים מציגים שונות גבוהה. הטמפרטורה יכולה להשתנות בין -40 ל -60 מעלות צלזיוס, ומחזורי ההקרנה הסולאריים מתנדנדים בין 24 שעות אור ביום בקיץ לחושך מוחלט בחורף.

איור 1. עקוב אחר חבילת הקרח. מקור: LBM1948, מתוך Wikimedia Commons

קרח ים או חבילת קרח מכסה 7% משטח כדור הארץ וכ 12% מכלל אוקיינוסים היבשתיים. רובם נמצאים בכומות הקוטב: קסדת הקוטב הארקטי של האוקיאנוס הארקטי מצפון, וקסדת הקוטב האנטארקטית מדרום.

קרח הים עובר מעגל שנתי של צמצום ושחזור שטח הפנים שלו, תהליך טבעי עליו תלויים חייו ומבנה המערכת האקולוגית.

עובי יריעות הקרח הקוטביות של כדור הארץ משתנה גם הוא מאוד; זה משתנה בין מטר אחד (בזמני התכה) לבין 5 מטרים (בזמנים של יציבות). במקומות מסוימים יכולים להיווצר יריעות של קרח ים בעובי של עד 20 מטר.

בגלל הפעולה המשולבת של רוחות, תנודות בזרמי הים ושונות בטמפרטורות האוויר והים, קרח הים הוא מערכות דינאמיות ביותר.

מיקום ומאפיינים

שטף קרח אנטארקטי

חבילת הקרח האנטארקטית נמצאת בקוטב הדרומי, סביב יבשת אנטארקטיקה.

מדי שנה, במהלך חודש דצמבר, הקרח שלו נמס או נמס, בגלל העלייה בטמפרטורת הקיץ בחצי הכדור הדרומי של כדור הארץ. הרחבה שלה היא 2.6 מיליון ק"מ ² .

בחורף, עם הירידה בטמפרטורות, הוא יוצר שוב ומגיע שטח שווה לזה של היבשת, של 18.8 מיליון קילומטר ² .

צף קרח ארקטי

בחבילת הקרח הארקטית, רק החלקים הקרובים לאזורי היבשת נמסים מדי שנה. בחורף הצפוני הוא מגיע לאזור של 15 מיליון ק"מ ² ובקיץ של 6.5 מיליון ק"מ ^{2 בלבד} .

איור 2. סירה שחוצה את חבילת הקרח. מקור: LBM1948, מתוך Wikimedia Commons

פיזיקה של קרח ים

צף המוני קרח ים

הקרח פחות צפוף ממים וצף על פני האוקיאנוס.

כאשר מים עוברים מנוזל למצב מוצק, למבנה הגבישי הנוצר יש חללים פנויים ריקים ויחס המסה / נפח (צפיפות) נמוך מזה של מים במצב נוזלי.

ערוצים ונקבוביות פנימיות

כאשר מים טהורים מתמצקים לקרח, הם יוצרים מוצק שביר שכל תכלוליו הם בועות גז. לעומת זאת, כאשר המים הימיים קופאים, הקרח הנוצר הוא מטריצה ​​חצי מוצקה, עם תעלות ונקבוביות מלאות בתמיסת המלח של מי הים.

מְלִיחוּת

חומרים מומסים, כולל מלחים וגזים, אינם נכנסים למבנה הגבישי, אלא מתיישבים בנקבוביות או מסתובבים בתעלות.

המורפולוגיה של נקבוביות ותעלות אלה, נפח הקרח הכולל שנכבש על ידם ומליחות הפיתרון הימי הכלול, תלויים בטמפרטורה ובעידן היווצרות הקרח.

יש ניקוז של הפיתרון הימי בגלל כוח הכובד, מה שמביא להפחתה הדרגתית של המליחות הכוללת של קרח הים.

איבוד המליחות הזה עולה בקיץ, כאשר שכבת פני השטח של מסת הקרח הצפה נמסה ומסתבכת; זה הורס את מבנה הנקבוביות והתעלות והפתרון הימי שהם מכילים זורם החוצה.

טֶמפֶּרָטוּרָה

הטמפרטורה על פני השטח העליונה של מסת קרח ים צפה (שנמצאת סביב -10 מעלות צלזיוס) נקבעת על ידי טמפרטורת האוויר (שיכולה להגיע ל -40 מעלות צלזיוס) ועל ידי יכולת הבידוד של כיסוי השלג.

לעומת זאת, הטמפרטורה של החלק התחתון של מסת קרח צפה שווה לנקודת ההקפאה של מי הים עליהם הם נשענים (-11.8 מעלות צלזיוס).

התוצאה היא שיפועים של טמפרטורה, מליחות - ולכן של מומסים וגזים מומסים - ושל נפח הנקבוביות והתעלות, במסת קרח הים.

באופן זה, בתקופת הסתיו-חורף קרח הים קר יותר ובעל מליחות גבוהה יותר.

אורגניזמים המאכלסים קרח ים

צף הקרח הוא אזורים בעלי פרודוקטיביות גבוהה, ולראיה המספר הגדול של יונקים וציפורים שצדים וניזונים באזורים אלה. ידוע שרבים מינים אלה נודדים על פני מרחקים עצומים כדי להאכיל באזורים אלה של קרח הים.

דובי הקוטב והסוסים שופעים על חבילת הקרח הארקטי, ופינגווינים ואלבטרוסים על חבילת הקרח האנטארקטית. ישנה נוכחות של כלבי ים ולוויתנים בשני האזורים של קרח הים.

בקרח ים יש התפתחות עונתית ניכרת של פיטופלנקטון, מיקרו-אצות המבצעות פוטוסינתזה והמפיקים העיקריים של השרשרת הטרופית.

ייצור זה הוא שמקיים זואופלנקטון, דגים ואורגניזמים בים עמוק, עליהם בתורם ניזונים היונקים והציפורים הנזכרים לעיל.

המגוון של האורגניזמים בקרח הים הוא פחות מזה של האזורים הטרופיים והממוזגים, אך בשיטופי הקרח ישנם גם מספר עצום של מינים.

איור 3. איור 3. דוב קוטב קופץ מאי שפיצברגן, סבאלברד, נורבגיה. מקור: https://es.m.wikipedia.org/wiki/Archivo:Polar_Bear_AdF.jpg

צורות חיים בחללים שבתוך קרח הים

פרמטר המפתח לקיומם של חיים בתוך קרח הים הוא קיומו של מרחב מספיק בתוך מטריצת הקרח, מרחב המאפשר גם תנועה, ספיגת חומרים מזינים והחלפת גזים וחומרים אחרים.

הנקבוביות והתעלות במטריקס של קרח הים מתפקדות כבית גידול לאורגניזמים שונים. לדוגמה, חיידקים, מינים שונים של תאי אצות, פרוטוזואה, אדמות כבול, דגלונים וקופודים יכולים לחיות בערוצים ובנקבוביות.

רק מסובבים ואדמות כבול הוכחו כמי שמסוגלים לחצות תעלות ולנדוד על פני אופקי קרח ים.

שאר האורגניזמים, כמו חיידקים, מלקות, דיאאטומים ופרוטוזות קטנות, חיים בנקבוביות קטנות מ -200 מיקרומטר, ומשתמשים בהם כמפלט היכן שהם נהנים מלחץ הטורפים הנמוך.

חיידקים, ארכבה-בקטריה, ציאנובקטריה ומיקרו-אצות בקרח ים

המינים השולטים באריזת הקרח הם מיקרואורגניזמים פסיכו-פרופיליים, כלומר אקסטרים -פילים הסובלים טמפרטורות נמוכות מאוד.

החיידקים ההטרוטרופיים מהווים את הקבוצה השולטת בתוך האורגניזמים הפרוקריוטיים המאכלסים קרח ים, שהם פסיכו-פרופיליים והילוטולנטים, כלומר הם חיים בתנאים של מליחות גבוהה, כמינים חיים חופשיים וקשורים גם הם למשטחים.

דווח גם על ארכאה על שני גליונות הקרח, הארקטי והאנטארקטיקה.

כמה מינים של ציאנובקטריה מאכלסים קרח ים ארקטי אך לא נמצאו באנטארקטיקה.

אצות דיאטום הן הקבוצה הנחקרת ביותר של אאוקריוטות בקרח ים, אך ישנם גם דינופלגלטים, סלטים, פורמיניפרות וכלורופיטים, בין היתר.

שינויי האקלים משפיעים במיוחד על צף הקרח הקוטב ורבים ממיניהם מאוימים על הכחדה בגלל סיבה זו.

הפניות

1. אריגו, KR ותומס, ד.נ. (2004). חשיבות בקנה מידה גדול של ביולוגיה של קרח ים באוקיאנוס הדרומי. מדע אנטארקטיקה. 16: 471-486.
2. Brierley, AS ותומס, DN (2002). אקולוגיה של קרח האוקיאנוס הדרומי. התקדמות בביולוגיה ימית. 43: 171-276.
3. Cavicchioli, R. (2006). ארכאאה קרה מותאמת. ביקורות על טבע מיקרוביולוגיה. 4: 331-343.
4. קולינס, RE, Carpenter, SD ו- Deming, JW (2008). הטרוגניות מרחבית ודינמיקה זמנית של חלקיקים, חיידקים ו- pEPS בקרח הים החורף הארקטי. כתב העת למערכות ימיות. 74: 902-917.
5. Tilling, RL; רועה, א .; וינגהאם, די ג'יי (2015). הגדילה את נפח הקרח בים הארקטי לאחר התכה נמוכה באופן חריג בשנת 2013. מדעי הגיאולוגיה של הטבע. 8 (8): 643-646. doi: 10.1038 / NGEO2489.