冬季給五大湖帶來了更冷、更冰的季節，尤其是伊利湖，2 月份伊利湖幾乎完全結冰。隨著春天的臨近，湖水變得生機勃勃，充滿了翻騰的沉積物和大量矽藻，這些微小的藻類即使在冰下也能茁壯成長。

伊利湖冰冷的冬天帶來了意想不到的春天生命：大量矽藻在融化的水中旋轉。這些微小的藻類正在改變科學家對湖水寒冷季節活動的看法。

研究這些生物的科學家發現，它們不僅有助於凈化水質，還能在寒冷的月份維持水生食物網。它們聰明的生存策略是與細菌合作，附著在冰上並在弱光下進行光合作用。這種冰下藻華為瞭解該湖的冬季生態提供了新的見解，該湖曾被認為是休眠季節。

2024-2025 年冬季，大湖區遭遇嚴寒天氣，頻繁出現湖泊效應降雪，其影響顯而易見。2 月份，湖區冰蓋面積超過平均水準。儘管本季剩餘時間的冰層厚度大多低於平均水準，但與前兩個冬季的最低冰層厚度相比，它們更接近典型情況。

伊利湖是五大湖中最淺的一個，2025 年 2 月冰層覆蓋率達到 95%，與季節性常態相符。隨著春天的臨近，冰層逐漸消退，湖面露出了生命的跡象。

3 月 10 日，美國宇航局Landsat 8上的陸地成像儀 (OLI)拍攝了上圖伊利湖中部的圖像。當時，冰覆蓋了湖面約 33% 的面積。暴露在外的湖水中出現了沉積物和浮遊植物的漩渦帶，暗示著生物活動正在增多。

懸浮沉積物通常會在伊利湖的表層水域形成色彩斑斕的圖案，尤其是在春季。強風及其產生的洋流會攪動淺湖床中的物質。湖底富含石英砂和淤泥，以及石灰岩中的碳酸鈣。溫莎大學大湖環境研究所所長邁克爾·麥凱說，拍攝這張照片時，大量懸浮物正在發生，這部分顏色就是由這些懸浮物形成的。

與此同時，一種名為矽藻的浮遊植物的數量也大幅增加。這些微生物群落擁有矽質外殼和大量葉綠素，可能對地表水的顏色有所影響。儘管伊利湖（特別是其西部盆地）在夏季是有害藻華的熱點地區，但一年中其他時間，不同的浮遊植物群落仍可在湖中繁衍生息。

3 月 10 日，加拿大海岸警衛隊破冰船採集的樣本含有高濃度的葉綠素，表明春季藻類大量繁殖，並且矽藻佔浮遊植物總數的 80% 至 90%。樣本取自冰緣附近，向西延伸約 80 公里（50 英里），測量結果與三天前美國海岸警衛隊破冰船在伊利湖中部盆地採集的樣本結果相符。

21 世紀初，科學家發現矽藻可以生活在伊利湖的冰層內部和下方。作為冬春季水華的主要成分，這些微生物在湖泊生態系統中發揮著重要作用，包括清除水中的污染物和構成水生食物網的基礎。

後續研究揭示了它們在嚴酷冬季條件下生存的巧妙策略。矽藻與一種能夠形成冰晶的細菌具有共生關係。這種關係使矽藻能夠附著在湖冰的底部並獲得進行光合作用所需的光線。研究人員發現，在某些冬季，冰層覆蓋較稀疏導致某些矽藻物種的豐度較低，這對湖泊生態系統的影響尚不完全清楚。

“我們幾十年來一直忽視這個時節，”田納西大學水生微生物生態學研究小組主任史蒂文·威廉姆說。“[麥凱和我]很幸運能成為一支團隊的一員，有機會在大約 18 年前的冬天重新調查伊利湖。”他說，關於季節之間關係的許多問題（例如矽藻水華如何影響夏季水華的開始和嚴重程度）仍有待進一步研究。“顯然，這個湖一年四季都很活躍、生機勃勃。”

美國宇航局地球觀測站圖像由 Michala Garrison 拍攝，使用了美國地質調查局的 Landsat 數據。

編譯自/ScitechDaily