Varje år på planetens mittbreddgrader inträffar ett märkligt fenomen som kallas växtplanktonvårblomningen. Synliga från rymden, spektakulära stora och tillfälliga filamentliknande nyanser av grönt och blått formas av havsströmmarna.
Växtplanktonblomningarna består av en myriad av mikroskopiska algceller som växer och ackumuleras vid havets yta som ett resultat av uppkomsten av längre dagar och färre stormar – ofta förknippade med våren.
Tidpunkten för växtplanktonvårblomningen kommer dock sannolikt att ändras som svar på klimatförändringarna. Förändringar som kommer att påverka – på gott och ont – de många arter som är ekologiskt anpassade för att dra nytta av den förbättrade födomöjligheter som blomningar representerar i avgörande skeden av deras utveckling.
Växtplanktonblomningar är i vissa avseenden metronomer av de årliga oceaniska cyklerna som många arters biologiska klockor synkroniseras med.
Ett exempel är djurplanktonet Calanus finmarchicus , en klass av mikroorganismer som endast kan simma upp och ner genom vattenpelaren. Calanus finmarchicus tillbringar vanligtvis vintern i diapause – den marina versionen av viloläge – och överlever på sina ackumulerade energireserver i djuphavet. I det ögonblick de anser lämpligt på våren reser de sig från avgrunden för att beta av blomningen och föröka sig.
Även fisk och skaldjur är anpassade till denna naturliga metronom.
För vissa arter, såsom räkor, lägger honorna strategiskt sina ägg i vattnet före dessa blomningar så att deras ungar kommer att ha gott om mat från det ögonblick de kläcks
Hur otroligt det än verkar kan vissa arter "beräkna" äggets inkubationsperiod så att äggen kläcks i genomsnitt inom en vecka efter den förväntade vårblomningen.
Det är tyvärr här klimatförändringarna kommer in i ekvationen. Det som var normalt förr kan mycket väl förändras snabbare än vad marina arter kan anpassa sig.
Zooplankton och fisklarver utgör huvuddelen av vad havsforskare kallar sekundärproduktion. Sekundärproduktion är en viktig trofisk nivå som kopplar samman primärproduktion (fytoplanktonet som använder solens ljus för att producera biomassa) och högre trofiska nivåer, som fisk och marina däggdjur.
Denna storslagna relation är känd som en trofisk kaskad, eftersom djurplanktonet äts av de små fiskarna och de små fiskarna i sin tur äts av de större fiskarna. Ett helt ekosystem som slår mot en klocka som till stor del bestäms av tidpunkten för växtplanktonvårblomningen, förhoppningsvis i synk med de biologiska klockorna hos andra arter.
Varje förändring av tidpunkten för vårblomningen, till exempel som ett resultat av klimatförändringar, kan potentiellt få katastrofala konsekvenser för djurplanktonpopulationers överlevnad vid sidan av fiskarna och ekosystemen som är beroende av denna rikliga föda.
Denna teori är känd som match/mismatch-hypotesen och postulerar att konsumentens energibehov bör "matcha" den maximala resurstillgängligheten
På Newfoundland- och Labradorhyllan i nordvästra Atlanten börjar vårblomningen i allmänhet tidigare i söder (mitten av mars på Grand Banks of Newfoundland) och senare i norr (slutet av april på södra Labrador-hyllan).
Den syd-till-nordliga utvecklingen av blomningen troddes länge vara relaterad till den årliga tillbakadragningen av havsisen i regionen. Men i och med att havsissäsongens varaktighet och rumsliga omfattning har minskat dramatiskt i Atlantiska Kanada under de senaste åren, har förhållandet mellan havsisen och tidpunkten för blomningen försvagats.
Jag – tillsammans med ett team av forskare från hela Kanada – föreslog en ny teori för att förklara initieringen av vårblomningen på hyllan i Newfoundland och Labrador.
Vår teori pekar på att övergången från vinter till vår är nyckeln till att utlösa blomningen. På vintern håller kalla och stormiga förhållanden havet väl blandat. Men vårens ankomst medför lugnare vindar och värmande temperaturer – i kombination med ökade sötvattenflöden. Dessa förhållanden gör att havet omorganiseras till lager med olika täthet – ett fenomen som kallas omskiktning.
Omskiktning förhindrar effektivt att växtplanktoncellerna i de övre lagren lätt blandas in i malströmmen av oceaniska krafter. Deras ackumulering vid havets yta skapar blomningen.
Denna nya mekanism förutsäger framgångsrikt tidpunkten för växtplanktonvårblomningen under mer än två decennier. Det gör det också möjligt för oss att bättre förstå vilka effekter klimatförändringarna har på våra hav.
Beläget vid sammanflödet av subarktiska och subtropiska havsströmmar, är Newfoundland och Labrador-hyllan naturligt utsatt för stora fluktuationer i klimatet, vilket påverkar tidpunkten för blomningen.
Vår studie har visat att ett varmare klimat är förknippat med tidigare omskiktning, tidigare växtplanktonblomningar och ett högre överflöd av viktiga djurplanktonarter som Calanus finmarchicus i regionen.
Denna upptäckt öppnar dörren till en bättre förståelse av blomdynamiken och de havsförhållanden som driver ekosystemets hälsa.
De goda nyheterna för en kall region som hyllan i Newfoundland och Labrador är att ett varmare klimat med mildare källor, som de vi sett de senaste åren, kommer att leda till fler och rikligare nivåer av växtplankton – med tydliga fördelar för ekosystemens produktivitet .
Men hur länge dessa förändringar kommer att förbli positiva i ett föränderligt klimat kan vi inte säga.
Tillhandahålls av The Conversation
Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln. 
