Havet rommer en mikroskopisk verden, der hvem som spiser hva kan påvirke resten av økosystemet.

Dette er spesielt viktig og sårbart i Arktis. Nedsmelting av isen kan få konsekvenser for de bittesmå organismene som holder til i og rundt isen.

Hva vil skje når isen er borte store deler av året?

Det skal det store prosjektet Arven etter Nansen forsøke å finne ut av.

Skal studere Barentshavet

Tilbaketrekkingen av isen har gjort både Barentshavet og Polhavet mer og mer tilgjengelig. Forskerne har valgt å konsentrere seg om Barentshavet.

Norske forskere utførte en lignende undersøkelse i Barentshavet i årene 1984 til 1989. Det er gull verdt for å kunne se hvordan økosystemet kan ha endret seg over tid.

Prosjektet har 740 millioner kroner, over 130 forskere fra ulike fagfelt og seks år på seg.

Målet til forskerne er å dokumentere situasjonen slik den er nå – og samtidig forutsi hva som kan skje med de store klimaendringene som er godt i gang.

Spiser mer når vannet er varmere

Biologene Nicole Aberle-Malzahn og Angela Stippkugel ved NTNU er to av forskerne i prosjektet. De studerer små arktiske organismer for å finne ut hva de spiser og hvem som spiser dem.

Om bord i den nye forskningsbåten og isbryteren «Kronprins Haakon», har de reist inn i de stadig mer isfrie nordområdene.

Her samler forskere inn plankton og utfører fôringseksperimenter i små tanker ombord på skipet. Hvis Barentshavet blir varmere, vil planktonet få større energibehov og dermed spise mer.

– Hva plankton spiser er sterkt avhengig av temperaturen. Hvor mye og hva de spiser endrer seg med temperaturforandringene, forklarer Aberle-Malzahn.

Isbryter gir mulighet for målinger om vinteren

Livet i havet under mørketida har ikke vært undersøkt mye frem til nå.

– Det har ikke vært så enkelt å forske i dette området på vinterstid, men nå kan vi se hva plankton spiser selv om vinteren, sier Aberle-Malzahn.

Forskerne skal også beregne næringskvaliteten på planktonet som blir spist.

– Om planktonet holder høy kvalitet, gir det gode forhold for vekst og reproduksjon av større dyreplankton. Dette forplanter seg videre til i økosystemene i havet, til for eksempel fisk og hval, forteller Aberle-Malzahn.

Jern og mangan er 3viktig for havets økosystemer

På forskerlaget er også Murat V. Ardelan som er professor i kjemi ved NTNU. Han skal måle konsentrasjonen av ulike metaller i havet.

– Jern er helt nødvendig for mange livsfunksjoner. Uten jern og mangan er ikke fotosyntese mulig, sier han.

Jern og mangan er spesielt viktig i havet fordi disse to metallene er lite løselige i sjøvann, og planteplankton er avhengig av dem for fotosyntesen. Mangan er et livsnødvendig sporgrunnstoff i planter, dyr og mennesker. Alle celler inneholder små mengder mangan, som en nødvendig bestanddel av flere enzymer.

Den tilgjengelige delen av jern i sjøvann sammen med andre næringsstoffer, kan være den avgjørende faktoren som styrer produktiviteten til det marine økosystemet i Arktis.

Se video av forskere på tokt:

Stoffer i havet kommer ofte fra landområder. Spesielt kvikksølv kan frigjøres når permafrosten slipper taket som følge av global oppvarming.

Kvikksølv er utbredt over hele verden og følger luftstrømmen nordover. Dette betyr at kvikksølvet kan flytte seg veldig langt vekk fra utslippskildene. Tungmetall i arktisk kommer fra blant annet kullfyrte kraftverk.

– Selv om bare ti prosent av kvikksølvet som frigis skulle nå havet, vil det doble mengden av kvikksølv i havvannet, sier Ardelan.

Forskerne vet en god del om hvordan kvikksølv akkumuleres i de øvre delene av næringskjeden, som fisk, sel og isbjørner.

Med større utslipp av kvikksølv i det marine miljøet, vil de vite mer om hvordan den giftigste formen av kvikksølv, metylkvikksølv, dannes og sirkulerer i de nederste delene av det marine næringskjeden.

Må unngå at prøver forurenses

Men, det er vanskelig å studere metaller i havvann. Dette fordi mengdene er så små.

Jern og andre stoffer som er viktige for livet i havet, er ekstremt lite oppløselig i sjøvann og det er derfor konsentrasjonene er ekstremt lave.

Når forskerne tar prøver må de være nøye med å unngå at redskapen de tar prøver med, ikke forurenser prøvene.

Det betyr at de ikke kan ta prøver med metallobjekter, og utstyret må holdes langt unna metallbåten. Prøvetakingsutstyret er derfor av materialer som teflon eller kevlar, et sterkt materiale av syntetisk polymerfiber .

Forskerne jobber også i et såkalt ultrarent rom i skipet, der en del av laboratoriet er dekket inn av plast og i praksis er en plastboble i romstørrelse. De benytter spesielle heldekkende drakter mot forurensning.

Ardelans gruppe, og spesielt doktorgradskandidat Maria Guadalupe Digernes, studerer også organisk karbon. De undersøker rollen dette spiller i å regulere og kontrollere CO2 i atmosfæren, og hvordan det organiske karbonet binder opp metaller.

Organisk materiale, både i partikkelform og oppløst, er som en slags bankkonto for karbon, sier Ardelan. Om karbonet forblir lengre i organisk form i havsystemet, betyr det at det lagres i denne banken. Det kan bety at det blir mindre CO2 i atmosfæren.

Å samle inn data kan også hjelpe forskerne til å forstå hvordan klimaendringene forandrer selve sammensetningen av de ulike delene av havet. En trend som allerede er oppdaget av oseanografer er en tendens til at atlantisk havvann, som er varmt og salt, trenger stadig lengre nord og inn i Arktis, der vannet er kaldere og mindre salt. Denne prosessen kalles atlantifiseringen av Arktis.

– Vannet i Atlanteren har en helt annen kjemi enn arktisk havvann, sier Ardelan.

Studier av livsnødvendige sporstoffer og metaller, giftige metaller og oppløst, organisk karbon i Barentshavet, kan gi forskerne større forståelse for det store bildet, kunnskap om hvordan disse prosessene endrer seg over tid.

– Denne informasjonen bør også gi oss forskere en sjanse til å forutsi muligheter for fremtiden, mener Murat V. Ardelan.

Fakta: Arven etter Nansen

• Arven etter Nansen er et forskningsprosjekt der over 130 forskere fra ti norske forskningsinstitusjoner søker ny kunnskap om et havklima og økosystem i rask endring.
• Prosjektetperiode: 2018 til 2023.
• Budsjett: 740 millioner kroner.
• Norges forskningsråd og Kunnskapsdepartementet finansierer 50 prosent av budsjettet, de deltakende institusjonene den andre halvparten.
• I tillegg til forskerne kommer 50 doktorgradsstipendiater og postdoktorer, tilknyttede medlemmer og internasjonale samarbeidspartnere.
• Nettside: arvenetternansen.com

Flere bidragsytere fra NTNU

Martin Ludvigsen, professor ved NTNU og daglig leder for AUR-Lab. Er en av lederne for forskningen på utvikling av teknologi og metoder. Hans fagmiljø konsentrerer seg om å utvikle teknologi for å kartlegge og overvåke ekstreme forhold, som under havisen.

Petter Nordgren, postdoktor ved AUR-Lab. Utvikler og tester et robust navigasjonssystem som er spesialdesignet for ubemannede fartøyer som skal operere under isen. Det inkluderer et spesielt system for å jobbe under drivis.

Trygve Olav Fossum, doktorgradskandidat ved AUR-Lab. Studerer væskedynamikk og arktiske fronter mellom kaldt arktisk vann og varmere vann fra Atlanterhavet nær kanten av polisen.

Geir Johnsen, professor ved NTNU og marinbiolog som jobber med undervannsfartøyer, er en av gruppelederne.

Artikkelen er produsert og finansiert av NTNU

NTNU er én av 77 eiere av forskning.no. Deres kommunikasjonsansatte leverer innhold til forskning.no. Vi merker dette innholdet for å tydelig skille formidling fra uavhengig redaksjonelt stoff.
Her kan du lese mer om ordningen.

Fikk du med deg disse artiklene fra NTNU?

Svalbardrein var nesten utryddet – nå er de over 20 000 dyr

Naturens måte å holde overflater rene på

Hvordan en tresleiv kan holde komfyren din ren