两项新研究表明，“极不可能”出现在地球两极的海底附近和海冰下的浮游植物大量繁殖。
两项不相关的新研究表明，已发现潜伏在地球两极地区海洋表面下的不符合逻辑的浮游植物大量繁殖。生长在北极海底附近和南极洲海冰下的极不可能的“底部水华”可能支持科学家们一无所知的隐藏生态系统。
浮游植物是微小的光合藻类，占地球海洋中初级生产（将阳光转化为有机可用能量）的一半左右，并有助于支撑海洋食物网。当藻类由于可用养分过多而迅速繁殖时，浮游植物大量繁殖通常从太空中可见，就像海洋表面美丽的绿色漩涡一样。然而，浮游植物也需要阳光，这将花朵限制在阳光最强的海洋上层。
北极和南极洲是世界上一些营养最丰富的水域的所在地，在各自的夏季月份支持大量浮游植物大量繁殖，此时海冰的面积最小，阳光可以到达更多的海洋表面。但随着海冰在冬季积聚，花朵无法接触阳光并开始死亡。
然而，两个不同研究小组发表的两项新研究表明，其中一些水华要么在海冰变厚后在更深的水域中存活，就像北极的情况一样，要么在海冰变厚之前就开始在海冰下开花 开始其季节性融化，如在南极洲所见。
这两项研究都表明，气候变化可能通过减少海冰、增加海洋无冰时间以及增加到达更深水域的阳光量，在这些海底水华的出现中发挥关键作用。
北极花
2016 年，一次科学考察对位于西伯利亚和阿拉斯加之间的楚科奇海的北极水柱进行了常规采样，发现海底附近水域存在大量浮游植物。通常情况下，沉到这个深度的浮游植物要么已经死亡，要么几乎完全不活跃，但这些藻类仍在以正常速度进行光合作用，这表明它们可能仍在开花。
在发现这种潜在的海底水华后，探险队成员和东京大学的微生物海洋学家 Takuhei Shiozaki带着一个新的研究小组回来采集更多样本。他们后来进行了一系列实验室实验，以了解藻类如何能够在这个深度生存。
该结果于 9 月 27 日发表在《全球变化生物学》杂志上，结果表明，即使光照强度仅为表面水平的 1%，底栖浮游植物也能够生存。研究人员怀疑，由于气候变化导致海冰在今年晚些时候形成，沉入海底的浮游植物仍能获得足够的光照以继续开花。
然而，需要更多来自北极的样本来了解该地区底部水华的全部范围。
“我们仍然不知道海底浮游植物‘种子’的总产量和数量，这 [可能] 是底部相关水华的起源，”Shiozaki 告诉美国地球物理联合会的杂志 Eos.
南极花
最近，11 月 17 日发表在《海洋科学前沿》杂志上的一项研究表明，浮游植物也可以在南极海冰下大量繁殖。
科学家们此前曾认为，南极海冰——很像北极的冰——太厚，无法让足够的光线通过，以维持藻类大量繁殖。 但在听说了北极研究的一些初步结果后，一个独立的研究小组怀疑南极洲的藻类也可能在夏季冰开始融化之前在海冰下大量繁殖。
该团队使用深潜浮标来测量水中叶绿素-a 的数量，叶绿素-a 是藻类和其他植物在光合作用过程中使用的色素。 他们还测量了有多少光通过水柱散射，这是浮游植物的另一个指标。
“我们发现，几乎所有在南极海冰下漂浮的漂浮物在海冰消退之前都记录了浮游植物的增加，”该研究的主要作者、罗德岛布朗大学的数学海洋学家克里斯托弗·霍瓦特在一份声明中说。 “在许多情况下，我们观察到大量开花。”
研究人员相信，这些类型的花朵在该地区很普遍。 “我们发现 50% 或更多的南极冰下区域可能支持冰下水华，”Horvat 说。
隐藏的生态系统
浮游植物构成了海洋食物网的基础，因此如果它们能够在科学家之前认为它们无法繁殖的区域大量繁殖，那么这些区域可能还有其他未知的海洋生物种群可能以它们为食。
“更高的营养水平迁移到生产力所在的地方，如果它在冰下，人们可能会期望食物网随之而来，”Horvat 说，并补充说需要更多的研究来确定。
底部水华也可能在当地碳循环中发挥关键作用，因为浮游植物在光合作用过程中从水中吸收碳。
“对北冰洋碳封存能力的调查 [到目前为止] 主要集中在表面过程，”盐崎说。 “然而，假设碳被地下浮游植物主动固定，这个过程也应该被考虑在内。”