สาหร่ายน้ำแข็ง หมายถึง กลุ่ม สาหร่ายชนิดต่างๆที่พบในน้ำแข็งทะเลและน้ำแข็งทะเลสาบบนบก หรือธารน้ำแข็ง ซึ่งเกิด ขึ้นเพียงปีละครั้งหรือ หลายปี

บนน้ำแข็งทะเลในมหาสมุทรขั้วโลก ชุมชนสาหร่ายน้ำแข็งมีบทบาทสำคัญในการผลิตขั้นต้น [ ^{1 ] ช่วง}เวลาของการเจริญเติบโตของสาหร่ายมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการสนับสนุนระดับโภชนาการ ที่สูงขึ้น ในช่วงเวลาของปีที่แสงน้อยและยังมีน้ำแข็งปกคลุมอยู่ ชุมชนสาหร่ายน้ำแข็งส่วนใหญ่จะกระจุกตัวอยู่ในชั้นล่างสุดของน้ำแข็ง แต่ก็สามารถพบได้ในช่องน้ำเค็มภายในน้ำแข็ง ในบ่อละลาย และบนพื้นผิว

เนื่องจากสาหร่ายน้ำแข็งบนบกพบได้ในระบบน้ำจืดองค์ประกอบของสายพันธุ์จึงแตกต่างอย่างมากจากสาหร่ายน้ำแข็งในทะเล โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ชุมชนสาหร่ายน้ำแข็งบนธารน้ำแข็งบนบกมีความสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากพวกมันเปลี่ยนแปลงสีของธารน้ำแข็งและแผ่นน้ำแข็ง ส่งผลกระทบต่อการสะท้อนแสงของน้ำแข็งเอง

สิ่งมีชีวิตขนาดเล็กในน้ำแข็งทะเลมีความหลากหลายอย่างมาก^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]}และประกอบด้วยสาหร่าย แบคทีเรีย และโปรโตซัวจำนวนมาก^{[ 5 ] [ 6 ]}โดยเฉพาะอย่างยิ่งสาหร่ายเป็นสิ่งมีชีวิตเด่นใน สภาพแวดล้อม แบบซิมแพจิก โดยมีการประมาณการว่ายูคาริโอตเซลล์เดียวมากกว่า 1,000 ชนิดพบว่าเกี่ยวข้องกับน้ำแข็งทะเลในแถบอาร์กติก^{[ 7 ] [ 4 ] [ 3 ] [ 2 ]}องค์ประกอบและความหลากหลายของสายพันธุ์จะแตกต่างกันไปตามสถานที่ ประเภทของน้ำแข็ง และความเข้มของแสงโดยทั่วไปแล้วไดอะตอมแบบเพนเนตเช่นNitzschia frigida ^{[ 8 ] [ 9 ]} (ในแถบอาร์กติก) ^{[ 10 ]}และFragilariopsis cylindrus (ในแถบแอนตาร์กติกา) ^{[ 11 ]}มีอยู่มากมายMelosira arcticaซึ่งก่อตัวเป็นเส้นใยยาวถึงเมตรที่ยึดติดกับด้านล่างของน้ำแข็ง ก็แพร่หลายในแถบอาร์กติกและเป็นแหล่งอาหารที่สำคัญสำหรับสิ่งมีชีวิตในทะเล^{[ 11 ]}

แม้ว่าชุมชนสาหร่ายน้ำแข็งทะเลจะพบได้ทั่วทั้งคอลัมน์ของน้ำแข็งทะเล แต่ความอุดมสมบูรณ์และองค์ประกอบของชุมชนขึ้นอยู่กับช่วงเวลาของปี^{[ 12 ]}มีแหล่งที่อยู่อาศัยขนาดเล็กมากมายสำหรับสาหร่ายบนและภายในน้ำแข็งทะเล และกลุ่มสาหร่ายที่แตกต่างกันก็มีความชอบที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น ในช่วงปลายฤดูหนาว/ต้นฤดูใบไม้ผลิพบว่า ไดอะตอมที่เคลื่อนที่ได้ เช่น N. frigida มีบทบาทเด่นในชั้นบนสุดของน้ำแข็ง เท่าที่ช่องทางน้ำเค็มจะไปถึง และความอุดมสมบูรณ์ของพวกมันจะมากกว่าใน น้ำแข็งหลายปี (MYI) มากกว่าในน้ำแข็งปีแรก (FYI) นอกจากนี้ ยังพบว่าไดโนแฟลเจลเลตมีบทบาทเด่นในช่วงต้นฤดูใบไม้ผลิของซีกโลกใต้ในน้ำแข็งทะเลแอนตาร์กติกา^{[ 5 ]}

ชุมชนสาหร่ายน้ำแข็งทะเลสามารถเจริญเติบโตได้ดีที่ผิวน้ำแข็ง ในแอ่งน้ำละลาย บนผิวน้ำแข็ง และในชั้นที่เกิดการลอยตัว ในแอ่งน้ำละลาย ชนิดของสาหร่ายที่เด่นอาจแตกต่างกันไปตามความเค็มของแอ่ง โดยจะพบไดอะตอมที่มีความเข้มข้นสูงกว่าในแอ่งน้ำละลายที่มีความเค็มสูงกว่า ^{[ 13 ]} เนื่องจากการปรับตัวให้เข้ากับสภาพแสงน้อย การปรากฏตัวของสาหร่ายน้ำแข็ง (โดยเฉพาะตำแหน่งแนวตั้งในแพน้ำแข็ง) จึงถูกจำกัดโดยปริมาณสารอาหารเป็นหลัก ความเข้มข้นสูงสุดจะพบที่ฐานของน้ำแข็ง เนื่องจากความพรุนของน้ำแข็งนั้นทำให้สารอาหารจากน้ำทะเลสามารถซึมผ่านได้^{[ 14 ]}

เพื่อความอยู่รอดในสภาพแวดล้อมน้ำแข็งทะเลที่รุนแรง สิ่งมีชีวิตต้องสามารถทนต่อการเปลี่ยนแปลงอย่างมากของความเค็ม อุณหภูมิ และรังสีจากแสงอาทิตย์ สาหร่ายที่อาศัยอยู่ในช่องน้ำเค็มสามารถหลั่งสารออสโมไลต์เช่นไดเมทิลซัลโฟนิโอโพรพิโอเนต (DMSP) ซึ่งช่วยให้พวกมันอยู่รอดได้ในความเค็มสูงในช่องหลังจากการก่อตัวของน้ำแข็งในฤดูหนาว เช่นเดียวกับความเค็มต่ำเมื่อน้ำละลายที่ค่อนข้างสดใหม่ชะล้างช่องในฤดูใบไม้ผลิและฤดูร้อน สาหร่ายน้ำแข็งทะเลบางชนิดหลั่งโปรตีนที่จับกับน้ำแข็ง (IBP) ในรูปของสารพอลิเมอร์นอกเซลล์ (EPS) ที่มีลักษณะเป็นเจลาตินเพื่อปกป้องเยื่อหุ้มเซลล์จากความเสียหายจาก การเติบโตของ ผลึกน้ำแข็งและวัฏจักรการแข็งตัวและการละลาย^{[ 15 ]} EPS เปลี่ยนแปลงโครงสร้างจุลภาคของน้ำแข็งและสร้างที่อยู่อาศัยเพิ่มเติมสำหรับการเจริญเติบโตในอนาคต สาหร่ายน้ำแข็งสามารถอยู่รอดได้ในสภาพแวดล้อมที่มีแสงน้อยหรือไม่มีแสงเลยเป็นเวลาหลายเดือนในแต่ละปี เช่น ภายในช่องน้ำเค็มของน้ำแข็ง สาหร่ายดังกล่าวมีการปรับตัวเฉพาะเพื่อให้สามารถรักษาการเจริญเติบโตและการสืบพันธุ์ในช่วงเวลาที่มืดมิด พบว่าไดอะตอมในน้ำแข็งทะเลบางชนิดใช้มิกโซโทรฟีเมื่อระดับแสงต่ำ ตัวอย่างเช่น ไดอะตอมในแอนตาร์กติกาบางชนิดจะลดการทำงานของไกลโคไลซิสในสภาพแวดล้อมที่มีแสงน้อยถึงไม่มีแสง ในขณะเดียวกันก็เพิ่มการทำงานของวิถีเมตาบอลิซึมของไมโทคอนเดรียอื่นๆ รวมถึงวิถี Entner−Doudoroff ซึ่งให้ไพรูเวตแก่รอบ TCA (ส่วนประกอบสำคัญในการหายใจระดับเซลล์) เมื่อไม่สามารถรับไพรูเวตได้จากการสังเคราะห์แสง^{[ 16 ]}สาหร่ายที่อาศัยอยู่บนพื้นผิวจะสร้างเม็ดสีพิเศษเพื่อป้องกันความเสียหายจากรังสีอัลตราไวโอเลต ที่รุนแรง ความเข้มข้นของเม็ดสี แซนโทฟิลล์ที่สูงขึ้นทำหน้าที่เป็นครีมกันแดดที่ปกป้องสาหร่ายน้ำแข็งจากความเสียหายจากแสงเมื่อพวกมันสัมผัสกับรังสีอัลตราไวโอเลตในระดับที่เป็นอันตรายเมื่อเปลี่ยนจากน้ำแข็งเป็นน้ำในช่วงฤดูใบไม้ผลิ^{[ 3 ]}มีรายงานว่าสาหร่ายใต้น้ำแข็งหนาแสดงให้เห็นถึงการปรับตัวต่อแสงน้อยที่รุนแรงที่สุดเท่าที่เคยสังเกตมา พวกมันสามารถสังเคราะห์แสงได้ในสภาพแวดล้อมที่มีแสงเพียง 0.02% ของแสงที่พื้นผิว^{[ 17 ]}ประสิทธิภาพสูงสุดในการใช้แสงช่วยให้สาหร่ายน้ำแข็งทะเลสร้างชีวมวลได้อย่างรวดเร็วเมื่อสภาพแสงดีขึ้นในช่วงเริ่มต้นของฤดูใบไม้ผลิ^{[ 18 ]}

สาหร่ายน้ำแข็งทะเลมีบทบาทสำคัญในการผลิตขั้นต้นและเป็นส่วนหนึ่งของฐานของห่วงโซ่อาหารขั้วโลก โดยการเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์และสารอาหารอนินทรีย์ให้เป็นออกซิเจนและสารอินทรีย์ผ่านกระบวนการสังเคราะห์แสงในมหาสมุทรตอนบนของทั้งอาร์กติกและแอนตาร์กติก ภายในอาร์กติก การประมาณการว่าสาหร่ายน้ำแข็งทะเลมีส่วนสนับสนุนต่อการผลิตขั้นต้นทั้งหมดตั้งแต่ 3-25% ไปจนถึง 50-57% ในภูมิภาคอาร์กติกตอนบน^{[ 19 ] [ 20 ]}สาหร่ายน้ำแข็งทะเลสะสมชีวมวลอย่างรวดเร็ว มักจะอยู่ที่ฐานของน้ำแข็งทะเล และเติบโตเป็นแผ่นสาหร่ายที่ถูกบริโภคโดยแอมฟิพอดเช่น คริลล์และโคพี พอด ในที่สุด สิ่งมีชีวิตเหล่านี้ก็ถูกกินโดยปลา วาฬ เพนกวิน และโลมา^{[ 18 ]} เมื่อชุมชนสาหร่ายน้ำแข็งทะเลแยกตัวออกจากน้ำแข็งทะเล พวกมันจะถูกกินโดยสัตว์กินพืชในทะเลเปิด เช่น แพลงก์ตอนสัตว์ ขณะที่พวกมันจมลงไปในน้ำ และโดย สัตว์ ไม่มีกระดูกสันหลังที่อาศัยอยู่บนพื้นทะเล ขณะที่พวกมันเกาะติดกับพื้นทะเล^{[ 3 ]} สาหร่ายน้ำแข็งทะเลเป็นอาหารที่อุดมไปด้วย กรดไขมัน ไม่อิ่มตัวเชิงซ้อนและกรดไขมันจำเป็นอื่นๆ และเป็นผู้ผลิตกรดไขมันโอเมก้า-3 ที่จำเป็นบางชนิดโดยเฉพาะ ซึ่งมีความสำคัญต่อ การผลิตไข่ ของโคพีพอดการฟักไข่ และการเจริญเติบโตและการทำงานของแพลงก์ตอนสัตว์^{[ 3 ] [ 21 ]}

ช่วงเวลาของการเบ่งบานของสาหร่ายน้ำแข็งทะเลมีผลกระทบอย่างมากต่อระบบนิเวศทั้งหมด การเริ่มต้นของการเบ่งบานส่วนใหญ่ถูกควบคุมโดยการกลับมาของดวงอาทิตย์ในฤดูใบไม้ผลิ (เช่น มุมของดวงอาทิตย์) ด้วยเหตุนี้การเบ่งบานของสาหร่าย น้ำแข็ง จึงมักเกิดขึ้นก่อนการเบ่งบานของแพลงก์ตอน พืชในทะเลเปิด ซึ่งต้องการระดับแสงที่สูงกว่าและน้ำที่อุ่นกว่า^{[ 21 ]}ในช่วงต้นฤดู ก่อนที่น้ำแข็งจะละลาย สาหร่ายน้ำแข็งทะเลเป็นแหล่งอาหารที่สำคัญสำหรับระดับโภชนาการที่สูงกว่า[ 21 ^{]อย่างไรก็ตามเปอร์เซ็นต์}ทั้งหมดที่สาหร่ายน้ำแข็งทะเลมีส่วนร่วมในการผลิตขั้นต้นของระบบนิเวศที่กำหนดขึ้นอยู่กับขอบเขตของการปกคลุมของน้ำแข็งอย่างมาก ความหนาของหิมะบนน้ำแข็งทะเลยังส่งผลต่อช่วงเวลาและขนาดของการเบ่งบานของสาหร่ายน้ำแข็งโดยการเปลี่ยนแปลงการส่งผ่านแสง [ ^{22 ] ความ}ไวต่อการปกคลุมของน้ำแข็งและหิมะนี้มีศักยภาพที่จะทำให้เกิดความไม่สอดคล้องกันระหว่างผู้ล่าและแหล่งอาหารของพวกมัน คือ สาหร่ายน้ำแข็งทะเล ภายในระบบนิเวศ สิ่งที่เรียกว่าความสอดคล้อง/ความไม่สอดคล้องกันนี้ได้ถูกนำไปใช้กับระบบต่างๆ มากมาย^{[ 23 ]}ตัวอย่างที่พบเห็นได้ในความสัมพันธ์ระหว่าง แพลงก์ ตอนสัตว์ซึ่งอาศัยสาหร่ายน้ำแข็งทะเลและแพลงก์ตอนพืชเป็นอาหาร และปลาพอลล็อกวัย อ่อน ในทะเลเบริง^{[ 24 ]}

มีหลายวิธีที่เชื่อกันว่าการแพร่กระจายของสาหร่ายในน้ำแข็งทะเลเริ่มต้นวงจรประจำปี และสมมติฐานเกี่ยวกับสิ่งเหล่านี้แตกต่างกันไปตามความลึกของมวลน้ำ อายุของน้ำแข็งทะเล และกลุ่มอนุกรมวิธาน ในบริเวณที่น้ำแข็งทะเลปกคลุมมหาสมุทรลึก มีการเสนอว่าเซลล์ที่ติดอยู่ในโพรงน้ำเค็มของน้ำแข็งหลายปีจะเชื่อมต่อกับมวลน้ำด้านล่างและแพร่กระจายไปยังน้ำแข็งใกล้เคียงทุกยุคทุกสมัยอย่างรวดเร็ว นี่คือสิ่งที่เรียกว่าสมมติฐานแหล่งสะสมน้ำแข็งทะเลหลายปี^{[ 12 ]}แหล่งกำเนิดเมล็ดพันธุ์นี้ได้รับการพิสูจน์แล้วในไดอะตอม ซึ่งเป็นกลุ่มที่เด่นในการ แพร่กระจาย แบบซิม แพค กลุ่มอื่นๆ เช่นไดโนแฟลเจลเลตซึ่งแพร่กระจายในฤดูใบไม้ผลิ/ฤดูร้อนเช่นกัน ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีจำนวนเซลล์ต่ำในมวลน้ำ และไม่ได้จำศีลในฤดูหนาวภายในน้ำแข็งเป็นหลัก^{[ 25 ]}ในบริเวณที่น้ำแข็งทะเลปกคลุมมหาสมุทรที่ตื้นกว่าเล็กน้อย อาจเกิดการแขวนลอยของเซลล์จากตะกอนได้^{[ 26 ]}

การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและภาวะโลกร้อนของภูมิภาคอาร์กติกและแอนตาร์กติกมีศักยภาพที่จะเปลี่ยนแปลงการทำงานของระบบนิเวศอย่างมาก การลดลงของปริมาณน้ำแข็งปกคลุมในภูมิภาคขั้วโลกคาดว่าจะลดสัดส่วนสัมพัทธ์ของการผลิตสาหร่ายน้ำแข็งทะเลเมื่อเทียบกับการวัดผลผลิตขั้นต้นประจำปี^{[ 27 ] [ 28 ]}น้ำแข็งที่บางลงทำให้มีการผลิตมากขึ้นในช่วงต้นฤดู แต่การละลายของน้ำแข็งในช่วงต้นฤดูจะทำให้ฤดูการเจริญเติบโตโดยรวมของสาหร่ายน้ำแข็งทะเลสั้นลง การละลายนี้ยังส่งผลให้เกิดการแบ่งชั้น ของมวลน้ำซึ่งเปลี่ยนแปลงความพร้อมของสารอาหารสำหรับการเจริญเติบโตของสาหร่ายโดยการลดความลึกของ ชั้นผสมผิวน้ำและยับยั้งการไหลขึ้นของสารอาหารจากน้ำลึก คาดว่าจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงโดยรวมไปสู่การผลิตแพลงก์ตอนพืชในมหาสมุทร^{[ 28 ]}การเปลี่ยนแปลงปริมาณน้ำแข็งหลายปี^{[ 29 ]}จะส่งผลกระทบต่อการทำงานของระบบนิเวศในแง่ของการปรับแหล่งที่มาของการแพร่กระจายของแพลงก์ตอนด้วย การลดลงของ MYI ซึ่งเป็นแหล่งหลบภัยชั่วคราวสำหรับไดอะตอมโดยเฉพาะ มีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของชุมชนซิมแพจิก ส่งผลให้เกิดการเริ่มต้นของการเบ่งบานที่มาจากสายพันธุ์ที่จำศีลในคอลัมน์น้ำหรือตะกอนแทน^{[ 25 ]}

เนื่องจากสาหร่ายน้ำแข็งทะเลมักเป็นฐานของห่วงโซ่อาหาร การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้จึงมีผลกระทบต่อสายพันธุ์ในระดับโภชนาการที่สูงกว่า^{[ 19 ]}วงจรการสืบพันธุ์และการอพยพของผู้บริโภคขั้นต้น ในเขตขั้วโลกจำนวนมาก จะสัมพันธ์กับการเจริญเติบโตของสาหร่ายน้ำแข็งทะเล ซึ่งหมายความว่าการเปลี่ยนแปลงในเวลาหรือตำแหน่งของการผลิตขั้นต้นอาจทำให้การกระจายตัวของประชากรเหยื่อที่จำเป็นสำหรับสายพันธุ์สำคัญเปลี่ยนแปลงไป เวลาในการผลิตอาจเปลี่ยนแปลงไปได้เช่นกันเนื่องจากการละลายของแอ่งน้ำบนพื้นผิวลงสู่ทะเลด้านล่าง ซึ่งอาจเปลี่ยนแปลงถิ่นที่อยู่ของสาหร่ายน้ำแข็งทะเลในช่วงปลายฤดูการเจริญเติบโตในลักษณะที่ส่งผลกระทบต่อชุมชนที่กินพืชเป็นอาหารเมื่อเข้าสู่ฤดูหนาว^{[ 30 ]}

การผลิต DMSP โดยสาหร่ายน้ำแข็งทะเลมีบทบาทสำคัญในวัฏจักรคาร์บอน เช่นกัน DMSP ถูกออกซิไดซ์โดยแพลงก์ตอนอื่น ๆ ให้กลายเป็นไดเมทิลซัลไฟด์ (DMS) ซึ่งเป็นสารประกอบที่เชื่อมโยงกับการก่อตัวของเมฆ เนื่องจากเมฆส่งผลกระทบต่อปริมาณน้ำฝนและปริมาณรังสีแสงอาทิตย์ที่สะท้อนกลับสู่ห้วงอวกาศ ( อัลเบโด ) กระบวนการนี้จึงสามารถสร้างวงจรป้อนกลับเชิงบวกได้^{[ 31 ]}การปกคลุมของเมฆจะเพิ่มการแผ่รังสีแสงอาทิตย์ที่สะท้อนกลับสู่ห้วงอวกาศโดยชั้นบรรยากาศ ซึ่งอาจช่วยลดอุณหภูมิของโลกและสนับสนุนแหล่งที่อยู่อาศัยขั้วโลกของสาหร่ายน้ำแข็งทะเลได้มากขึ้น ตั้งแต่ปี 1987 งานวิจัยชี้ให้เห็นว่าจำเป็นต้องเพิ่มจำนวนนิวเคลียสการควบแน่นของเมฆ เป็นสองเท่า ซึ่ง DMS เป็นหนึ่งในนั้น เพื่อต่อต้านภาวะโลกร้อนเนื่องจากความเข้มข้น ของ _{CO2 ในชั้นบรรยากาศที่เพิ่มขึ้น} ^{[ 32 ]}

น้ำแข็งทะเลมีบทบาทสำคัญในสภาพภูมิอากาศโลก^{[ 33 ]}การสังเกตการณ์ขอบเขตของน้ำแข็งทะเลจากดาวเทียมมีมาจนถึงช่วงปลายทศวรรษ 1970 เท่านั้น และบันทึกการสังเกตการณ์ในระยะยาวนั้นกระจัดกระจายและมีความน่าเชื่อถือไม่แน่นอน^{[ 34 ]} ในขณะที่ ภูมิอากาศโบราณของน้ำแข็งบนบกสามารถวัดได้โดยตรงผ่านแกนน้ำแข็ง แต่แบบจำลองทางประวัติศาสตร์ของน้ำแข็งทะเลต้องอาศัยตัวแทน

สิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่บนน้ำแข็งทะเลจะค่อยๆ หลุดออกจากน้ำแข็งและตกลงสู่ก้นทะเล โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อน้ำแข็งทะเลละลาย ส่วนหนึ่งของวัสดุที่ตกลงถึงก้นทะเลจะถูกฝังอยู่ใต้ดินก่อนที่จะถูกย่อยสลาย และจึงถูกเก็บรักษาไว้ในชั้น ตะกอน

มีสิ่งมีชีวิตจำนวนหนึ่งที่มีคุณค่าในฐานะตัวแทนสำหรับการมีอยู่ของน้ำแข็งทะเล ซึ่งรวมถึงไดอะตอมบางชนิดซีสต์ของไดโนแฟลเจลเลตออสทราคอดและฟอรามินิเฟอร์การเปลี่ยนแปลงของไอโซโทปคาร์บอนและออกซิเจนในแกนตะกอนยังสามารถใช้เพื่ออนุมานเกี่ยวกับขอบเขตของน้ำแข็งทะเลได้ ตัวแทนแต่ละตัวมีข้อดีและข้อเสีย ตัวอย่างเช่น ไดอะตอมบางชนิดที่พบเฉพาะในน้ำแข็งทะเลมีจำนวนมากในบันทึกตะกอน อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพการเก็บรักษาอาจแตกต่างกันไป^{[ 35 ]}

สาหร่ายหิมะและน้ำแข็งในทะเลสาบ สาหร่ายสามารถเจริญเติบโตได้ทั้งภายในและเกาะติดกับน้ำแข็งในทะเลสาบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งใต้น้ำแข็งใสสีดำ [ ^{36 ] ภายใน}น้ำแข็ง สาหร่ายมักจะเจริญเติบโตในช่องว่างอากาศที่เต็มไปด้วยน้ำซึ่งพบในชั้นน้ำแข็งละลายที่ก่อตัวขึ้นระหว่างส่วนต่อประสานของน้ำแข็งและหิมะ^{[ 37 ]}ตัวอย่างเช่น ไดอะตอมชนิดAulacoseira baicalensis ซึ่งเป็น พืชเฉพาะถิ่น ของทะเลสาบไบคาลสามารถขยายพันธุ์ได้อย่างเข้มข้นในช่องว่างที่เต็มไปด้วยน้ำภายในน้ำแข็ง เช่นเดียวกับที่เกาะติดกับแผ่นน้ำแข็ง^{[ 36 ]}พบว่าน้ำแข็งและหิมะน้ำจืดบนเทือกเขาแอลป์ซึ่งสามารถคงอยู่ได้นานกว่าครึ่งปี สนับสนุนชีวมวลจุลินทรีย์และกิจกรรมของสาหร่ายโดยรวมที่สูงกว่าน้ำในทะเลสาบเอง รวมถึงสายพันธุ์นักล่าเฉพาะของซีลิเอตที่พบเฉพาะในชั้นน้ำแข็งละลายของส่วนต่อประสานของน้ำแข็งและหิมะ^{[ 38 ]} สาหร่ายที่อาศัยอยู่บนกองหิมะของทะเลสาบที่ปกคลุมด้วยน้ำแข็งอาจอุดมไปด้วย กรดไขมันไม่อิ่มตัวเชิงซ้อนที่จำเป็นเป็นพิเศษ^{[ 39 ]}

สาหร่ายน้ำแข็งบนหิมะและธารน้ำแข็ง สาหร่ายยังเจริญเติบโตได้ดีบนทุ่งหิมะ ธารน้ำแข็ง และแผ่นน้ำแข็ง สายพันธุ์ที่พบในแหล่งที่อยู่อาศัยเหล่านี้แตกต่างจากสายพันธุ์ที่เกี่ยวข้องกับน้ำแข็งทะเล เนื่องจากระบบเป็นน้ำจืดและสาหร่ายมีสี แม้แต่ในแหล่งที่อยู่อาศัยเหล่านี้ ก็ยังมีความหลากหลายของประเภทแหล่งที่อยู่อาศัยและกลุ่มสาหร่ายที่เข้ามาอาศัยบนพื้นผิวหิมะและน้ำแข็งในช่วงที่ละลาย ตัวอย่างเช่น ชุมชนไครโอซิสติกพบได้เฉพาะบนพื้นผิวของธารน้ำแข็งที่หิมะละลายเป็นระยะๆ ในระหว่างวัน^{[ 40 ]}มีการวิจัยเกี่ยวกับธารน้ำแข็งและแผ่นน้ำแข็งทั่วโลกและมีการระบุสายพันธุ์หลายชนิด อย่างไรก็ตาม แม้ว่าจะมีสายพันธุ์มากมาย แต่ก็ไม่ได้พบในปริมาณที่เท่ากัน สายพันธุ์ที่พบมากที่สุดในธารน้ำแข็งต่างๆ คือ สาหร่ายน้ำแข็งธารน้ำแข็งAncylonema nordenskioldii ^{[ 41 ] [ 42 ] [ 43 ] [ 44 ]}และสาหร่ายหิมะChlamydomonas nivalis ^{[ 44 ] [ 45 ] [ 46 ]}

ตารางที่ 1. องค์ประกอบของชนิดสาหร่ายในงานวิจัยต่างๆ เกี่ยวกับธารน้ำแข็งและแผ่นน้ำแข็ง

อัตราการละลายของธารน้ำแข็งขึ้นอยู่กับค่าอัลเบโด ของพื้นผิว การวิจัยล่าสุดแสดงให้เห็นว่าการเติบโตของสาหร่ายน้ำแข็งบนหิมะและธารน้ำแข็งทำให้สภาพพื้นผิวในบริเวณนั้นมืดลง ลดค่าอัลเบโด และทำให้อัตราการละลายบนพื้นผิวเหล่านั้นเพิ่มขึ้น^{[ 46 ] [ 45 ] [ 47 ]} การ ละลายของธารน้ำแข็งและแผ่นน้ำแข็งมีความเชื่อมโยงโดยตรงกับการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเล^{[ 48 ]}แผ่นน้ำแข็งที่ใหญ่เป็นอันดับสองคือแผ่นน้ำแข็งกรีนแลนด์ซึ่งกำลังถอยร่นในอัตราที่น่าตกใจ การเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเลจะนำไปสู่การเพิ่มขึ้นทั้งความถี่และความรุนแรงของเหตุการณ์พายุ^{[ 48 ]}

บนแผ่นน้ำแข็งและหิมะที่คงอยู่ สาหร่ายน้ำแข็งบนบกมักจะทำให้สีของน้ำแข็งเปลี่ยนไปเนื่องจากเม็ดสีเสริม ซึ่งเป็นที่รู้จักกันทั่วไปในชื่อ " หิมะแตงโม " เม็ดสีเข้มภายในโครงสร้างของสาหร่ายจะเพิ่มการดูดซับแสงแดด ทำให้มีอัตราการละลายเพิ่มขึ้น^{[ 41 ]}พบว่ามีการแพร่กระจายของสาหร่ายบนธารน้ำแข็งและแผ่นน้ำแข็งเมื่อหิมะเริ่มละลาย ซึ่งเกิดขึ้นเมื่ออุณหภูมิอากาศสูงกว่าจุดเยือกแข็งเป็นเวลาหลายวัน^{[ 45 ]}ความอุดมสมบูรณ์ของสาหร่ายเปลี่ยนแปลงไปตามฤดูกาลและตามพื้นที่บนธารน้ำแข็ง ความอุดมสมบูรณ์ของสาหร่ายจะสูงสุดในช่วงฤดูละลายของธารน้ำแข็งซึ่งเกิดขึ้นในฤดูร้อน^{[ 41 ]}การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศส่งผลกระทบต่อทั้งการเริ่มต้นของฤดูละลายและระยะเวลาของช่วงเวลานี้ ซึ่งจะนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของปริมาณการเจริญเติบโตของสาหร่าย

เมื่อน้ำแข็ง/หิมะเริ่มละลาย พื้นที่ปกคลุมด้วยน้ำแข็งจะลดลง ซึ่งหมายความว่าพื้นที่บนบกที่โผล่พ้นน้ำแข็งจะมีมากขึ้น พื้นดินใต้น้ำแข็งมีการดูดซับแสงอาทิตย์สูงกว่า เนื่องจากสะท้อนแสงได้น้อยกว่าและมีสีเข้มกว่า นอกจากนี้ หิมะที่ละลายยังมีค่าอัลเบโดต่ำกว่าหิมะแห้งหรือน้ำแข็ง เนื่องจากคุณสมบัติทางแสง ดังนั้นเมื่อหิมะเริ่มละลาย ค่าอัลเบโดจะลดลง ส่งผลให้หิมะละลายมากขึ้น และวงจรนี้ก็ดำเนินต่อไป วงจรป้อนกลับนี้เรียกว่า วงจรป้อนกลับน้ำแข็ง-อัลเบโด ซึ่งอาจส่งผลกระทบอย่างมากต่อปริมาณหิมะที่ละลายในแต่ละฤดูกาล สาหร่ายมีบทบาทในวงจรป้อนกลับนี้โดยการลดระดับอัลเบโดของหิมะ/น้ำแข็ง การเจริญเติบโตของสาหร่ายได้รับการศึกษาแล้ว แต่ผลกระทบที่แน่ชัดต่อการลดอัลเบโดนั้นยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด

โครงการ Black and Bloom กำลังทำการวิจัยเพื่อกำหนดปริมาณสาหร่ายที่ส่งผลต่อการทำให้แผ่นน้ำแข็งกรีนแลนด์มืดลง รวมถึงผลกระทบของสาหร่ายต่ออัตราการละลายของแผ่นน้ำแข็ง^{[ 49 ]}สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจขอบเขตที่สาหร่ายเปลี่ยนแปลงค่าอัลเบโดบนธารน้ำแข็งและแผ่นน้ำแข็ง เมื่อทราบแล้ว ควรนำไปรวมไว้ในแบบจำลองสภาพภูมิอากาศโลก จากนั้นจึงนำไปใช้ในการคาดการณ์ระดับน้ำทะเลที่สูงขึ้น

• "สาหร่ายน้ำแข็งทะเล | ASU - ถามนักชีววิทยา" . askabiologist.asu.edu . 2014-07-09 . สืบค้นเมื่อ2017-03-15 .
• "สาหร่าย" . www.antarctica.gov.au . สืบค้นเมื่อ 2017-03-15 .
• "สาหร่ายหิมะ" . www.antarctica.gov.au . สืบค้นเมื่อ2017-03-15 .
• "สาหร่ายน้ำแข็ง: กลไกแห่งชีวิตในมหาสมุทรอาร์กติกตอนกลาง - AWI" . www.awi.de . สืบค้นเมื่อ2017-03-15 .
• "สาหร่ายน้ำแข็งทะเลเป็นอาหารหลักของห่วงโซ่อาหารในแถบอาร์กติก" Live Science . สืบค้นเมื่อ15 มีนาคม 2017