En närbild av en stålspatel som används för att samla rosa alger från snöytan på Palmer Glacier som ligger på den södra flanken av Mount Hood i Oregon. Kredit:UC:s Jeff Havig
Det kan se snyggt ut, men strängarna av fint färgade, ganska "nederbörd" kan leda till en ökning av glacial smältning, enligt tvärvetenskaplig forskning vid University of Cincinnati.
Rosa snö, eller "vattenmelonsnö" som det ibland kallas är faktiskt alger som växer ovanpå snö och is på våren och sommaren, speciellt på stora glaciärer och i höghöjda alpina områden som kan behålla snö året runt.
Forskare rapporterar att snöalger under vintermånaderna blir vilande medan de täcks av snö, men på våren när snön smälter något på ytan, algerna trivs igen, hämtar näringsämnen från miljön.
Tidigare studier om tillväxten av snöalger har fokuserat på glaciärsnö i endast ett fåtal polarområden och en handfull glaciärer, men nyligen publicerad UC-forskning publicerad i tidskriften Geobiologi rapportera den första studien någonsin av tillväxt av snöalger på vulkanisk terräng i Stilla havets nordvästra.
Koncentrerade sig på vulkankedjan Cascade Mountain längs de kontinentala kustlinjerna som ringlar Stilla havet – en del av det som kallas Pacific Ring of Fire – forskargruppen började sin expedition på tre vulkaniska glaciärer nära Mount St. Helens i Washington.
Medan studiens författare, mikrobiologen Trinity Hamilton och geobiologen Jeff Havig från University of Cincinnati, ta med sin egen unika expertis och perspektiv till denna studie, deras mål är helt i linje med denna pågående forskning.
Hamilton, UC biträdande professor i biologi förklarar, "Vi vet att snöalger omvandlar koldioxid från atmosfären till biomassa (fler celler) som liknar vad växtplankton i havet gör. Marina mikrober spelar en betydande roll i jordens kolcykel och vi skulle vilja veta om och hur mycket snöalger bidrar med till denna process.
"Vi är också intresserade av hur snöalger begravda djupt i frusna glaciärer så småningom påverkar nedströms ekosystemen när glaciärer smälter och drar sig tillbaka, " tillägger hon.
UC:s Trinity Hamilton står bland rosa snöalger på vulkantoppen Mount Adams, del av Cascade Volcanic Arc i Washington. Kredit:UC:s Jeff Havig
Snöns rosa fara
Beskriver det rosa pigmentet som ett naturligt skyddande solskydd, forskarna säger att det också finns en nackdel med algens färgglada nyans - den tenderar att sänka snöns albedo, eller med andra ord snöytans förmåga att reflektera solljus. Istället, de rosa fläckarna absorberar värme från solen vilket leder till en ökning av ytsmältningen, vilket de säger kan resultera i en ökning av algtillväxten.
Studien, stöds av ett anslag från University of Cincinnati LEAF Program, noterar också att atmosfäriska källor till ammoniak och nitrat, liknande nitrat och ammonium som finns i gödningsmedel, är viktig för tillväxten och överlevnaden av dessa alger och kan variera beroende på närliggande industri, boskapsgårdar eller träd och växttillväxt.
"Snöalgerna behöver också kväve, och några av våra preliminära resultat indikerar att dessa algsamhällen får sitt kväve främst från en antropogent [mänsklig] genererad källa som förbränningsmotorer, säger Havig, UC adjungerad professor i geologi. "En rik tillgång på kväve kan också komma från regionala mjölkgårdar där det finns stora laguner av kogödsel som genererar mycket ammoniak från nedbrytningen.
"Vi kan spåra snöalgernas kemiska signaturer, och det ser verkligen ut som att en stor källa av deras kväve kan komma från den sortens konstgjorda källor snarare än från en biologisk väg."
Mikrober gör glada
När Hamilton och Havig övervägde andra livsformer på snöns yta fann de att snöalger interagerar med bakterier och andra mikroorganismer och tar upp näringsämnen från den lokala berggrunden som blåser upp på ytan. I kärnan, studien visar att snöalgerna använder dessa kol, kväve och andra näringskällor, förvandla det hela till mer organiskt material och i slutändan nya algceller.
"När vi tittar närmare finner vi att tillväxten av snöalger och andra organiska livsformer på ytan också kan vara en trolig källa till kolet, kväve, järn, mangan och fosfor som finns i avrinning av floder och bäckar efter glacial reträtt och smältning, ", tillägger Hamilton.
Geobiologen Jeff Havig använder en stor tätningspistol som en spruta för att samla upp glaciärens smältvatten från Eliot Glacier på Mt. Hood i Oregon. Han säger att fogpistolen gör det mycket lättare att trycka vatten genom filtren. Kredit:UC Professor Jeff Havig
Forskarna är snabba med att notera att det inte var en lätt utflykt att samla in dessa färgglada exemplar. Tvärtom, Havig, Hamilton och några fältassistenter klättrade till höjder på upp till 9, 000 fot, mycket av det till fots, medan du sportar 50-kilos ryggsäckar fyllda med campingutrustning, vetenskaplig utrustning, livsmedels- och säkerhetsutrustning för att korsa glaciärer.
Teamet samlade in prover från Collier Glacier på North Sister och Eliot Glacier på Mount Hood i Oregon och Gotchen Glacier på Mount Adams i Washington efter att ha genomfört de 5 till 10 mil långa tur-retur-utflykterna förra sommaren.
"Det slutade med att vi campade på glaciärerna så att vi kunde spendera mer tid där, men det betydde också mycket mer vikt i flocken, ", säger Havig. "Genom att packa torris kunde vi hålla några prover frysta tills vi nådde ett labb. Vi kunde också utföra andra analyser direkt på plats."
Glaciära regnbågar
När forskarna undersökte de enstaka variationerna i pigmentfärger fann de att snöalger ibland förekom i orange färger, brun, lila och grönt, förklarar de som olika alger som använder olika våglängder av ljus för att skörda energi från solljus och för att skydda sig mot UV-strålning.
Medan tidigare upptäcktsresande har observerat de färgglada algerna i århundraden, det är först nyligen som forskare som Hamilton och Havig har börjat undersöka dess tillväxtmönster och effekter av klimatförändringar.
"Vi hoppas i slutändan få ytterligare finansiering så att vi kan fortsätta vår forskning om andra stratovulkaner i Stillahavsområdet, säger Havig.
