BLOGG: Våren – et biologisk kritisk vindu i Arktis

TOKTLEDERNE Toktlederne Martin Ludvigsen fra NTNU og Philipp Assmy, og 34 andre deltakere er akkurat ferdig med isolasjon og klare for å seile på tokt til Barentshavet. Foto: Elin Vinje Jenssen / Norsk Polarinstitutt

I Arven etter Nansen-prosjektet undersøker vi det nordlige Barentshavet og det tilstøtende Nansen-bassenget. Disse viktige områdene i Polhavet er spesielt utsatt for endringer i klimaet vårt med konsekvenser for de marine og is-relaterte økosystemene.

Tre sesongtokt er allerede utført, og toktet vi legger ut på nå vil sette et punktum for denne sesongundersøkelsen. Vi gjennomfører disse sesongtoktene for å kunne skille sesongvariasjoner fra langsiktige trender, men også for å identifisere utviklingen over et år. Sesongbaserte tokt utgjør en nøkkelkomponent i dette prosjektet.

LIVET UNDER ISEN En dykker undersøker isen i Polhavet. Arkivfoto: Peter Leopold / Norsk Polarinstitutt 

Våren under lupen 

Dette toktet skal dekke vårperioden, et biologisk kritisk tidsvindu der en stor del av den årlige primærproduksjon skjer. Planteplankton og isalger blomstrer nå om våren og utgjør en essensiell komponent i det arktiske marine næringsnettet. Endringer i timing, størrelse og sammensetning vil derfor ha ringvirkninger på resten av økosystemet.

Vi skal undersøke miljøforholdene over et større område som inneholder både åpent Atlanterhavsvann i det sørlige Barentshavet og isdekket arktisk vann i det nordlige Barentshavet og tilstøtende Nansen-bassenget. Måling av varme- og volumtransport vil gi oss gi oss et bilde av blanding av vannmasser i regionen gjennom sesongen.

Marinbiolog og forskningsdykker Haakon Hop fra Norsk Polarinstitutt forteller hva som er hans hovedoppgave under toktet: 

Livet på høyere breddegrad

De optiske egenskapene til havis og vannsøylene vil bli undersøkt for å forbedre vår forståelse av lys som en kritisk driver for mange biologiske prosesser, spesielt i et isdekket hav. Karakterisering av biogeokjemiske prosesser i vannsøyler og havis, inkludert partikler og oppløst organisk materiale, havforsuring, næringsstoffer og sporstoffer (mikronæringsstoffer) og tungmetaller vil gi oss en bedre forståelse av de ulike kjemiske prosessene som påvirker livet på disse høye breddegradene.

Vi vil undersøke livet i isen, havet og havbunnen helt fra virus til fisk. Biologiske samfunn både i is, pelagiske og bentiske områder vil undersøkes i det nordlige Barentshavet og tilstøtende områder for biologisk mangfold, antall, biomasse og distribusjonsmønstre, selv molekylære og morfologiske variasjoner vil bli undersøkt. Miljøets særpreg vil dokumenteres med tanke på endringene i de fysiske forholdene vi finner langs toktlinjen vår for å skaffe kunnskap om både marine habitat og driverne for prosessene i disse havområdene.

For å oppnå dette vil vi ta prøver av vann for kjemiske og biologiske analyser, samle inn zooplankton med forskjellige typer nett, trål for fisk og bunndyr, ta prøver av havbunnen, sette ut sedimentfeller for å estimere vertikal partikkelstrøm, måle kritiske biologiske endringer og gjennomføre eksperimentelle studier i skipets spesial-laboratorier. På havisstasjonene vil vi samle inn iskjerner for fysiske egenskaper, kjemiske og biologiske analyser og samtidig kartlegge havisegenskaper som snø og havistykkelse.

VÅROPPBLOMSTRING Et mikropskopbilde av vårblomstringen i Arktis. Arkivfoto: Philipp Assmy / Norsk Polarinstitutt 

Dykkerteam og undervannsfartøyer

Et team av vitenskapelige dykkere vil samle og dokumentere organismer som lever under havisen og sette ut sedimentfeller og inkubasjonsrigger under isen. Vi vil også bruke robotplattformer som Unmanned Surface Vehicles (USV), Autonomous Underwater Vehicles (AUVs) og Remotely Operated Vehicle (ROV) for å måle tilstanden i havet uten å forstyrre prosessene vi ønsker å dokumentere. Marinrobotikkoperasjonene vil suppleres med fly- og satellitt-målinger for å sette observasjonene våre i en bredere sammenheng.

INNSAMLING AV ORGANISMER Under vårtoktet skal et team av vitenskapelige dykkere samle og dokumentere organismer som lever under havisen. Arkivfoto: Jenny Ross 

Nøkkelområde 

Barentshavets økosystem gir oss oksygen, næringsstoffer og omdanner deler av våre menneskeskapte CO2-utslipp. En bedre forståelse av sesongvariasjonene i miljøet og økosystemene som lever og trives i åpent farvann og isdekte områder er viktig for å tallfeste hvor fort endringene går, siden denne spesielt sårbare delen av planeten har en nøkkelposisjon i det globale klimaet og er en varsler for endringer på andre deler av planeten vår.

Resultatet av toktet vil forbedre kunnskapen om økosystemet og gjøre oss bedre forberedt på fremtiden. Grunnleggende og nysgjerrighetsdrevet forskning er en viktig komponent i Arven etter Nansen prosjektet, og toktdeltakerne er en svært motivert gruppe av dyktige forskere som motiveres av å forstå hvordan verden rundt oss fungerer og hvordan den er truet av press utenfra. Under toktet kommer vil vi nok komme over mange fascinerende og fantastiske sider av vår arktiske natur!

UBEMANNET FARTØY Ubemannet fartøy som måler tilstanden i havet inngår i forskningsverktøyet under toktet. Foto: Martin Ludvigsen / NTNU

Puslespill for et bedre Arktis

Arktisk og marin vitenskap drar nytte av teknologiske fremskritt. For å undersøke havet må vi kombinere både fjernmåling, numeriske modeller med fysiske målinger. Med tanke på havets dimensjoner og de konstante endringene, vil vi aldri være i stand til å måle absolutt alt. Vi trenger å finne og definere de mest interessante områdene for å ta prøver og måle dem, akkurat som vi gjør når vi bestemmer oss for når og hvor vi skal gå med forskningsfartøyet. Ved bruk av måle- og statistiske metoder kan robotsystemene programmeres for å optimalisere verdien av informasjonen de samler inn ved å alltid plassere seg på riktig sted til riktig tid.

En autonom framtid for forskningen

En forskningsreise som dette har et betydelig miljøavtrykk – og vi må maksimere informasjonsverdien for hver dag i felt mens vi samtidig kjemper for å minimere våre utslipp. Vi må utvikle teknologi for å få mer bærekraftige måter å skaffe den informasjonen vi trenger for å utvikle den vitenskapelige forståelsen som er nødvendig for å forvalte naturressursene våre. Autonom teknologi har potensialet til å gjøre en forskjell med økende effektivitet, ytelse og kapasitet for målinger i havet. Vi håper teknologien som er utviklet for, og som vil bli testet under dette toktet, vil bidra til denne utviklingen.

FRA VIRUS TIL FISK – Vi vil undersøke livet i isen, havet og havbunnen helt fra virus til fisk, skriver toktlederne. Foto: Jenny Ross   

Felles mål

Teknologi for robotikk innen havforskning representerer en liten nisje hvor fremskritt ofte er resultater av tilpasninger av fremgang innen andre felt. Et bedre samarbeid hvor vi deler både data og metoder på tvers av teknologi og vitenskapelige fagdisipliner, vil uten tvil bidra til å utvide fagfeltet og forbedre mulighetene for utvikling og fremgang. Under Arven etter Nansen toktet jobber vi sammen med felles krefter for en bedre helhetlig forståelse av de marine systemene i Arktis og Barentshavet.