Skrugarder er biologiske kraftsentre i Polhavet

MER ENN BARE IS Havisforsker Mats Granskog (t.v.) og marinbiolog Philipp Assmy er blant medforfatterne av en ny studie som dokumenterer den avgjørende betydningen skrugarder har for økosystemene i Polhavet, det være seg mikroorganismer og dyreplankton til større organismer som polartorsk og sel. Foto: Elin Vinje Jenssen / Norsk Polarinstitutt 

Skrugarder, de høye isryggene som dannes når isflak presses mot hverandre, dekker store deler av havisen i Polhavet. Likevel har deres økologiske betydning lenge vært et kunnskapshull i klimaforskningen.

Nå kaster et internasjonalt forskerteam nytt lys over disse mektige ismassene.

En ny studie publisert i Nature-tidsskriftet Communications Earth & Environment viser at skrugarder fungerer som biologiske kraftsentre med høy biomasse og stor artsrikdom, og at de trolig spiller en langt viktigere rolle i karbonkretsløpet i Polhavet enn forskningen tidligere har vært klar over.

KISELALGE Kiselalgen Melosira arctica henger som lange tråder ned fra havisen. I bakgrunnen ser vi skrugarder. Foto: Oliver Mueller / Universitetet i Bergen 

Der isen møtes, blomstrer livet

Forskerne fant at skrugarder gjennomgår en markant sesongmessig forvandling. Om vinteren fungerer de som et biologisk reservoar der alger, bakterier og andre mikroorganismer kan overleve mørketiden. Når sommeren kommer, utvikler skrugardene seg til biologiske «hotspots», områder med langt høyere produksjon av alger enn flatis og overflatevann i området.

– Om sommeren kan skrugarder inneholde opptil 80 prosent av den totale arealintegrerte algebiomassen i havisen, selv om de bare dekker rundt 20 prosent av isarealet, sier havisforsker og medforfatter av studien Mats Granskog ved Norsk Polarinstitutt.

I enkelte tilfeller var algemengden i skrugardene opptil åtte ganger høyere enn i flat is. Dette gjør dem til noen av de mest produktive leveområdene i hele det arktiske havisøkosystemet.

ROTEN TIL LIV De mikroskopiske skapningene er små, men helt avgjørende – de er starten på hele næringskjeden i Arktis. På bildet ser vi et isalge»aggregat», bestående av flere arter isalger og plankton, som flyter under vann i grensesjiktet mellom ferskt smeltevann fra havisen og saltholdig havvann. Foto: Jenny Ross / Norsk Polarinstitutt

Et virvar av mikrohabitater

Forklaringen ligger i skrugardenes indre struktur. Når is presses sammen, dannes et komplekst nettverk av sprekker, hulrom og vannfylte kanaler mellom isblokkene i kjølen. Oversvømte overflater og skjermede hulrom gir gunstige forhold for de små organismene.

– Dette er ikke bare «tykk is», men et flerdimensjonalt landskap av leveområder, sier Granskog. 

SKJULESTED Polartorsk er blant artene forskerne mener bruker skrugarder som skjul og leveområder. Foto: Peter Leopold / Norsk Polarinstitutt

Karbonlager og karbonkilde

Funnene har også konsekvenser for forståelsen av havisen sin rolle i karbonkretsløpet i Polhavet. Tidlig på sommeren domineres samfunnene i skrugardene av isalger som binder CO₂ gjennom fotosyntese. Senere på sommeren fører smeltevann, gjenfrysing og endrede miljøforhold til et skifte mot samfunn som bryter ned organisk materiale og frigir karbon.

Dette betyr at skrugarder kan fungere både som karbonlager og karbonkilde, avhengig av sesong og indre isforhold.

– Vi ser at skrugarder har kontrasterende roller i karbonkretsløpet gjennom sommeren. Det har vi ikke hatt empirisk dokumentasjon for tidligere, sier marinbiolog og medforfatter Philipp Assmy fra polarinstituttet.

PRODUKTIVE  Skrugarder fungerer som livsviktige vinterreservoarer og utvikler seg om sommeren til noen av de mest produktive leveområdene i Polhavet, med langt høyere algeproduksjon enn i flat havis. Her er ismåker og polarmåker i full sving med å forsyne seg av åte i forbindelse med fuglemerking, skrugarder i bakgrunnen. Foto: Nick Cobbing / Norsk Polarinstitutt 

Unike data fra en unik ekspedisjon

Studien er basert på data fra den internasjonale MOSAiC-ekspedisjonen, der det tyske forskningsskipet «Polarstern» drev fastfrosset i isen gjennom et helt år fra høsten 2019. Under denne ekspedisjonen deltok forskere fra HAVOC-prosjektet, med Mats Granskog som prosjektleder, med mål om å studere den fysiske utviklingen og økologiske betydningen av skrugarder over tid.

– Prosjektet ble utviklet fordi vi visste ekstremt lite om skrugarder. En viktig grunn er at de er vanskelige å ta prøver fra. Derfor er selv et begrenset datamateriale uvurderlig, sier Granskog.

Slike sammenhengende sesongdata har i praksis ikke eksistert for skrugarder tidligere.

HISTORISK PARALLELL På samme måte som forskningsskipet «Polarstern» i nyere tid, lot Fridtjof Nansen i 1893 skipet «Fram» fryse fast i den drivende havisen nord for Sibir, tett omsluttet av skrugarder som del av et banebrytende forskningsprosjekt. Foto: Norsk Polarinstitutt 

Et siste tilfluktssted når isen smelter

Mikroorganismene danner grunnlaget for næringskjeden i Polhavet. I Polhavet er det hovedsakelig dyreplankton, som hoppekreps, som beiter på mikroorganismer.

Men skrugarder er ikke bare viktige for mikroorganismer og dyreplankton. Rundt og under skrugardene finner man større organismer som polartorsk og ringsel. Polartorsken, som lever av plankton, er nøkkelart i arktiske næringsnett og byttedyr for sel, hval og sjøfugl.

I et Arktis som varmes raskt opp, kan disse artene forsvinne helt eller bli langt færre.  

– Vi tror skrugardene kan fungere som siste tilfluktssteder når sommerisen forsvinner. De kan gi isavhengige planter og dyr mulighet til å overleve gjennom stadig lengre isfrie perioder, sier Assmy.

TRUET IS Skrugardene i Polhavet kan forsvinne i takt med raskere issmelting enn klimamodellene tidligere har anslått. Forskerne Mats Granskog og Philipp Assmy understreker at disse strukturene må inkluderes i framtidige klima- og økosystemmodeller for å unngå å undervurdere biologisk produksjon og karbonomsetning i Arktis. Foto: Elin Vinje Jenssen / Norsk Polarinstitutt 

Kunnskapshull 

Samtidig er skrugardene selv truet. Klimamodeller har hittil undervurdert hvor raskt havisen i Polhavet smelter. Om få tiår kan Arktis være tilnærmet isfritt om sommeren.

– Det haster å forstå prosessene som styrer havisen og de isavhengige økosystemene. Data fra MOSAiC gir oss et sjeldent innblikk i samspillet mellom atmosfære, is, hav og liv, sier Granskog.

Han mener at studien understreker behovet for at skrugarder skal inkluderes eksplisitt i fremtidige økosystem- og klimamodeller.

– Uten skrugarder risikerer man å undervurdere både biologisk produksjon og karbonomsetning i Polhavet.

SKRUGARDER Den delen av skrugarden som er under vann, den såkalte kjølen, kan bli flere titalls meter dype og huser arter som er viktige for livet i havet. Illustrasjon: Frida Cnossen