En onormal säsong av intensiv glacial smältning 2002 utlöste flera distinkta förändringar i de fysiska och biologiska egenskaperna hos Antarktis McMurdo Dry Valleys under det följande decenniet, visar ny forskning ledd av University of Colorado Boulder.

Fynden tyder på att även plötsligt, kortlivade klimathändelser kan orsaka långsiktiga förändringar i polarområden som utspelar sig under flera år och därefter förändrar den övergripande banan för ett ekosystem.

Den nya forskningen visas idag i tidskriften Naturekologi och evolution .

McMurdo Dry Valleys (MDV) är den största isfria regionen i Antarktis och anses vara en polär ökenmiljö på grund av deras låga luftfuktighet och knappa nederbörd. Nu på sitt 25:e år, National Science Foundation's McMurdo Dry Valleys Long-Term Ecological Research (LTER) har tillhandahållit en kontinuerlig multi-decennium av atmosfäriska och ekologiska data på MDV-forskningsplatsen.

Mellan 1987 och 2000, MDV-regionen upplevde en period av kylning, under vilken genomsnittliga sommartemperaturer stadigt sjönk medan solstrålningen gradvis ökade. Trenden resulterade i förväntade förändringar av de flesta biologiska variabler, inklusive minskat strömflöde och ökad tjocklek av permanenta istäcke på sjöar.

År 2002, dock, MDV upplevde en onormalt varm och solig sommarsäsong, utlöser den största mängden glacialt smältvatten sedan 1969. Den plötsliga händelsen föranledde många förändringar i sjöarna, vattendrag och jordar i MDV under det följande decenniet.

"Det här översvämningsåret var svängpunkten, sa Michael Gooseff, en stipendiat vid CU Boulders Institute of Arctic and Alpine Research (INSTAAR) och den ledande utredaren för MDV LTER-projektet. "Innan det, alla fysiska och biologiska indikatorer hade rört sig i samma riktning."

Istället för en hårt korrelerad förändring, dock, biologiska svar på säsongen 2002 varierade och, i vissa fall, släpat efter med år. Till exempel, forskarna fann att en tidigare minskande dominerande jordart ökade långsamt efter översvämningsåret medan en sällsyntare art reagerade mer positivt på fuktpulsen och såg att populationsökningar fördes över till efterföljande somrar.

"Långsiktiga uppgifter är viktiga för att förstå hur och när samhällen av organismer kan reagera tillsammans eller som individuella arter när de står inför plötsliga förändringar i sin miljö, " sa Ross Virginia, chef för Institute of Arctic Studies vid Dartmouth College och medförfattare till studien. "När klimatet förändras i de torra dalarna, dessa typer av biotiska svar och interaktioner kommer att forma dess framtida biologiska mångfald."

Paul Cutler, NSF -programansvarig för de två LTER:erna i Antarktis, noterade att dessa resultat understryker värdet av att samla in data över decadala tidsskalor.

"Den naturliga världen fungerar på icke-linjära sätt och på många olika tidsskalor, från dagliga cykler till processer som tar århundraden, ", sa Cutler. "LTER:erna är avgörande för att mäta och dechiffrera dessa komplexiteter för att ge grundläggande förståelse för ekosystemens funktion och för att förfina förutsägelser om framtiden för kritiska ekosystem, särskilt i områden som de torra dalarna, som upprätthåller en gammal, men potentiellt känslig ekologisk balans."

Resultaten tyder på att betydande omvandlingar av Antarktis ekosystem pågår nu och kommer att fortsätta att påverkas av framtida klimathändelser.

"En enda extrem smältsäsong ledde till ett asynkront mönster, sa Gooseff, som också är docent vid CU Boulders avdelning för civila, Miljö- och arkitekturteknik. "Det kan vara det abrupta, kortlivade händelser som inträffar som svar på klimatförändringar som orsakar långsiktiga förändringar av fysiska och biologiska aspekter av polära ekosystem."