Arktisk havsis minskar nu med en hastighet av 12,8 procent per decennium - 2012 hade den lägsta mängden sommaris på rekord. Den drastiska förändringen har många konsekvenser för arktiska ekosystem, från ökad sjöfart – det första kommersiella containerfartyget korsade Ishavet hösten 2018 – till förändrade näringsnät.

Men för ringsälar över Arktis, det är inte bristen på is som kommer att skada dem mest – det är bristen på snö.

Medan vikare ( Phoca hispida ) lita på stabil havsis för att föda ungar och föda upp dem, de är också beroende av tillräckligt djupa snödrivor för att gräva lyor, som är ungefär som snögrottor och kan betyda skillnaden mellan liv och död. Lairs ger isolering från extrem kyla och erbjuder ett visst skydd mot rovdjur, hålla sina ungar utom synhåll från vandrande isbjörnar – deras främsta rovdjur – tills de är avvanda. Späckhuggare, valross, vargar, hundar, järv, hajar, och även måsar jagar valpar. Tillsammans med att ge skydd, det finns andningshål i lyan som ger direkt tillgång till vattnet nedanför för sälarna att jaga polar- och arktisk torsk och en mängd planktoniska kräftdjur som är nödvändiga för överlevnad. Under år med dåligt snötäcke, valpar kan födas på ytan av isen, men dödligheten för dessa ungar som bara väger tio pund vid födseln är extremt hög.

Forskare har redan observerat och förutspått att höga ungdödlighetssiffror är kopplade till dåliga miljöförhållanden som tidigt isbrott och låg snö. Forskare har nu gått ett steg längre genom att koppla dessa hypoteser med prognoser om framtida vårens snö- och isförhållanden, utveckla en matematisk modell, och efter det till några skarpa slutsatser för befolkningar utanför Amundsenbukten och Prince Albert Sound i Kanada.

Uppsatsen visas idag i Ecological Society of Americas tidskrift Ekologiska tillämpningar .

"Det var förvånande att se hur lite snö som förväntas vara tillgänglig för byggandet av lyor i framtiden, "sa huvudförfattaren Jody Reimer, Ph.D. kandidat vid University of Alberta. Hon blev förvånad både av storleken på de beräknade befolkningsminskningarna – från 50 till 99 procent fram till år 2100 – såväl som av det faktum att dessa minskningar till stor del verkar vara drivna av otillräcklig snö på isen, snarare än tidigt isbrott.

Förutom den totala sälbeståndet minskar, modellen räknar med att det kommer att finnas en mindre andel ungdomar i förhållande till vuxna och valpar över tiden, eftersom färre valpar når tonåren. I allmänhet, varje generation efter varandra blir lite mindre, och effekterna av detta ses mest akut i ungdomsstadierna, speciellt för en långlivad vikare med livslängder upp till 43 år.

Reimer säger också att dessa resultat och förutsägelser inte skulle ha gjorts utan den nya matematiska modellen, som avslöjade uppenbara problem med tidigare observationer, nämligen vuxnas årliga överlevnad.

"När vi lägger in de tidigare publicerade demografiska uppskattningarna i vår modell, den förutspådde dramatiska befolkningsminskningar som inte är förenliga med det faktum att vikare fortfarande finns i det området, "Sa Reimer. Ringsälar anses vara en något kryptisk art, är notoriskt svåra att studera. Uppskattningar av överlevnad och reproduktionshastigheter har samlats in under åren, men dessa uppskattningar hade inte kombinerats till en modell på befolkningsnivå förrän nu.

Vikarens beroende av havsis och snö gör dem till bra indikatorer på klimatförändringar. De är den vanligaste arktiska sälen, med en enorm geografisk spridning, och utsätts därmed för ett brett spektrum av klimatpåverkan. Dessutom, förändringar i samhällssammansättningen av arktiska marina system kan ses genom deras diet när de flyttar sitt byte som svar på vad som finns tillgängligt.

Så, som en indikatorart, ringsälar ger information om hälsan hos arktiska marina ekosystem. Men denna information förlitar sig på förmågan att upptäcka storskaliga förändringar till följd av klimatförändringar. Vidare, framtida ekologiska utmaningar måste förutses. Särskilt för vikare, med tanke på deras känslighet för snötäcke, en bättre förståelse – och modellering – av faktorer som påverkar vuxnas överlevnad är avgörande för att bedöma befolkningens livskraft när det arktiska klimatet förändras.

Det verkar som att Reimer och hennes kollegor är på god väg att förutse dessa förändringar - jag tror att detta är ett exempel på ett exempel där modellering verkligen kan hjälpa till med tolkningen av fältdata och hjälpa till att informera framtida fältarbete."