Denne artikkelen er produsert og finansiert av Norsk Polarinstitutt - les mer.

Det marine økosystemet i Polhavet er understudert, men eksisterende forskning viser at det utfordres av de store og raske endringene i isdekket og vannet.
Det marine økosystemet i Polhavet er understudert, men eksisterende forskning viser at det utfordres av de store og raske endringene i isdekket og vannet.

Nå kan forskere gjøre langtidsmålinger i Polhavet

Et nettverk av supersterke tau henger mange kilometer ned i dypet, rigget med måleinstrumenter. Dette er begynnelsen på målinger som er viktige for forvaltning av området.

På arbeidsdekket på forskningsskipet «Kronprins Haakon» er fire kilometer med kevlartau spolet opp på vinsjene og avanserte forskningsinstrumenter ligger klare på dekk.

Småpraten har stilnet.

Det er full konsentrasjon under operasjon sjøsetting av Norsk Polarinstitutts nordligste og lengste instrumentrigg.

Instrumentriggene som har fått navnene Amundsen-1 og Nansen-1 er de lengste og nordligste instrumentriggene Norsk Polarinstitutt har satt ut. De markerer starten på en ny tidsserie i det sentrale Polhavet.
Instrumentriggene som har fått navnene Amundsen-1 og Nansen-1 er de lengste og nordligste instrumentriggene Norsk Polarinstitutt har satt ut. De markerer starten på en ny tidsserie i det sentrale Polhavet.

4.000 meter vertikalt

Polhavstoktet 2022 har nådd den vestre delen av Amundsenbassenget, et av fire dype områder i Polhavet. Her er den første instrumentriggen satt ut. En slik rigg er tau som går flere kilometer ned i havet med ulike måleinstrumenter festet på ulike punkter.

Den andre riggen står i Nansenbassenget lengre sørøst, et annet miljø som er skilt fra nabobassenget med en undervannsrygg, Gakkelryggen.

– Disse instrumentriggene flyter vertikalt i vannsøyla med et anker i bunn. Oppdriftselementer flere steder langs kevlartauet holder riggen stående i vannsøyla, forklarer forskningsingeniør Kristen Fossan som leder riggutsettinga.

Langs tauet er det festet avanserte instrumenter som måler ulike deler av vannsøyla, økosystemet, isen og menneskelig aktivitet. Alt sammen brikker i et puslespill som er viktige for å forstå Polhavet, som er i rask endring.

Forskerne Marius Bratrein og Kristen Fossan fester en av ni hydrografimålerne på Nansen 1-riggen som skal måle temperatur og saltholdighet i vannsøyla de neste årene.
Forskerne Marius Bratrein og Kristen Fossan fester en av ni hydrografimålerne på Nansen 1-riggen som skal måle temperatur og saltholdighet i vannsøyla de neste årene.

Måler året rundt

Selv om Arktis blir varmere, er det fortsatt et ekstremt miljø med kulde, mørke og isdekke mesteparten av året. For å forske her, spesielt om vinteren, kreves omfattende ekspedisjoner som koster mye.

Kun et par ekspedisjoner har tatt prøver fra Polhavet vinterstid og enda færre har gjort gjentakende observasjoner.

Oseanograf Paul Dodd leder forskningen på Polhavstoktet 2022. Han sier at utsettinga av riggene markerer starten på en ny, lang tidsserie som er måling og registrering over tid.

– Nå får vi en ny type datasett fra det sentrale Polhavet med kontinuerlige målinger året rundt fra to nøkkellokasjoner, over to år. Forskningen er unik og Polhavstoktet legger grunnlaget for dette, sier Dodd.

Polhavstoktet og riggene er hovedsakelig er finansiert av Klima- og miljødepartementet og Utenriksdepartementet.

– Vi ivaretar Norges interesser gjennom å markere oss forskningsfaglig med tokt med F/F «Kronprins Haakon» og utsetting av rigger i det sentrale Polhavet, sier toktleder og direktør Ole Arve Misund.

Sammenlikner Amundsen- og Nansenbassenget

Økosystemet i Polhavet er understudert, men eksisterende forskning viser at det utfordres av de store og raske endringene i isdekket og vannet.

– Teorien er at Nansenbassenget sørøst er mer atlantifisert enn Amundsenbassenget, sier Dodd.

Atlantifisering betyr at Polhavet blir mer likt Nord-Atlanterhavet.

Jo mer varmt, atlantisk vann som strømmer inn i Polhavet på dypet, jo større sjanse for at det kan varme opp overflatevannet som kan bidra til å smelte havisen over.

I tillegg betyr det at Polhavet blir varmt nok for atlantiske arter som kan utkonkurrere de polare artene som er tilpasset kalde forhold og ofte avhengig av is.

Med de nye riggene kan forskerne sammenlikne Amundsen- og Nansenbassenget. Svarene vil gi en pekepinn på hvordan framtidas polhav vil se ut.
Med de nye riggene kan forskerne sammenlikne Amundsen- og Nansenbassenget. Svarene vil gi en pekepinn på hvordan framtidas polhav vil se ut.

Forventer mer trafikk

Med atlantifisering og minkende havis blir tidligere utilgjengelige områder tilgjengelig for mer menneskelig aktivitet.

– Vi forventer at det vil bli økt trafikk i Polhavet, som nye transportruter og eventuelt fiskeriaktivitet. For å kunne forvalte området best mulig må vi kartlegge hva som er verdifullt og sårbart her. Observasjonene fra instrumentriggene trengs for å forstå det nylig tilgjengelige marine miljøet og økosystemet, sier Paul Dodd.

Dodd leder programmet SUDARCO (Sustainable Development of the Arctic Ocean) i regi av Framsenteret, som skal sette sammen et kunnskapsgrunnlag for best mulig forvaltning av Polhavet.

69 forskere og teknikere fra ni av Framsenterets medlemsinstitusjoner deltar. For å gi oppdaterte forvaltningsråd, jobber SUDARCO for å tette tre kunnskapshull:

  • Hva er verdifullt og sårbart i Polhavet?
  • Hvor tilgjengelig er de ulike delene av Polhavet i dag og hvor tilgjengelig vil områdene bli i framtida?
  • Hva slags reguleringer finnes i dag og vil de være tilstrekkelige framover? Hvordan kan man eventuelt endre disse reguleringene?

Målingene fra instrumentriggene blir en viktig del av kunnskapsgrunnlaget for SUDARCO, men også for andre prosjekter.

Observasjonene fra riggene Amundsen-1 og Nansen-1 vil være viktige for å kunne forklare sesongvariasjonene forskerne observerer med riggene i Framstredet, og også riggene i Barentshavet som kalles ATWAIN.
Observasjonene fra riggene Amundsen-1 og Nansen-1 vil være viktige for å kunne forklare sesongvariasjonene forskerne observerer med riggene i Framstredet, og også riggene i Barentshavet som kalles ATWAIN.

Nytt fokusområde i Polhavet

Instrumentriggene er en forlengelse av Polarinstituttets instrumentnettverk i Polhavet.

Riggen i Amundsenbassenget er plassert 270 nautiske mil (500 kilometer) oppstrøms fra de liknende instrumentriggene som står i Framstredet, hvor polarinstituttet har over 30 år lange måleserier.

I tillegg står riggene i et av fokusområdene for det nye observasjonsnettverket som etableres innen EU Horizon 2020-prosjektet, Arctic PASSION.

Prosjektet skal utvikle et helhetlig, arktisk system av observasjoner gjennom internasjonalt samarbeid og koordinering.

Forskningsrådgiver for Arctic PASSION, Anna Nikolopoulos, arbeider med nettverket i den atlantiske sektoren av Polhavet. Hun mener at det er mye å vinne ved å samle inn data i noen dedikerte plasser, felles for flere forskjellige fagområder.

– Det er knapt noe annet miljø på jorda som endrer seg så raskt som Polhavet. Langtidsdataene blir åpne og tilgjengelige for alle. Målet er at standardiserte forskningsmetoder og lange tidsserier med observasjoner i fokusområdene, skal gi oss ny kunnskap til å forstå Polhavet best mulig, sier Nikolopoulos.

Assisterende vitenskapelig toktleder på Polhavstoktet, Anna Nikolopoulos, dobbeltsjekker blant annet serienumrene på alle instrumentene før de sjøsettes.
Assisterende vitenskapelig toktleder på Polhavstoktet, Anna Nikolopoulos, dobbeltsjekker blant annet serienumrene på alle instrumentene før de sjøsettes.

Dette måler instrumentriggene i Amundsen- og Nansenbassenget

Riggene Amundsen-1 og Nansen-1 har identiske instrumenter er designet for å kunne sammenlikne to miljøer, Amundsen- og Nansenbassenget, fra august 2022 til sommeren 2024. Fire kilometer kevlartau holder instrumentene i hop. Her er noe av det som måles med ulike instrumenter:

Havis

Isprofilmåler (Ice Profiling Sonar, IPS) er et ekkolodd som peker oppover for å beregne avstanden opp til bunnen av isen og dermed tykkelsen på isen. Ekkoloddet sender ut ekko annethvert sekund, som gir en god dekning av utviklinga av isen over riggen.


Vannstrømmer

Akustisk strømmåler (ADCP, Acoustic Doppler Current Profiler) måler hastighet og retning på vannstrømmene. Det er to slike instrument på riggen på forskjellig dybde som registrerer hvordan vannet beveger seg i det øverste 500 meterne i vannsøyla.


Vannets egenskaper

  • Hydrografimålere (CTD, Conductivity, Temperature, Depth) måler temperatur og hvor mye salt det er i vannet (salinitet). Totalt 18 stykker, 9 på hver rigg, er montert fra topp til bunn, med fokus på vannmassene i de øvre 1.000 meterne. Alle CTD-ene måler på likt, noe som betyr at vi får en profil av hele vannsøyla og kan følge variasjonene gjennom årstidene.
  • Vannsamler (RAS; Remote Access Sampler) består av 48 beholdere på et instrument som er programmert til å ta vannprøver for å lære om økosystemets sammensetning. Prøvene blir analysert for blant annet miljø-DNA (environmental DNA, eDNA), der det biologiske materialet i vannet forteller oss hva slags arter som var i vannet på dette tidspunktet. Vannprøvene tilsettes en kjemisk blanding så de biologiske partiklene konserveres og holder seg godt i beholderne over to år.
  • Næringssaltsensor (SUNA; Nutrient sensor, nitrate fluorometer) måler næringssaltet nitrat i vannet. Veksten til alger, plankton og fisk i havet, henger sammen med hvor mye næringssalter som er tilgjengelig i vannet. I Polhavet er nitrat ofte det som mangler og begrenser veksten av planteplankton.

Lyd
Lydopptaker (AURAL: Autonomous Underwater Recorder for Acoustic Listening) tar opp lyd ti minutter hver time over to år. Forskerne håper å høre marine pattedyr, som narhval og grønlandshval, for å kunne si noe om hvor mange marine pattedyr som finnes i området til hvilken tid, og også høre lyden av isens bevegelser.

Lydopptak gjort i Framstredet har også fanget opp i hvilken grad dyrene påvirkes av menneskelig aktivitet, for eksempel om dyrene drar fra stedet dersom et forskningsskip kommer forbi.

I Amundsen- og Nansenbassenget er det lite skipstrafikk enn så lenge, og dermed vil opptakene bli en grunnmåling av det naturlige og upåvirkede undervannsmiljøet i Polhavet.

Tekniske deler i riggene

  • Utløsermekanisme (Acoustic Release) står rett over ankeret på bunnen av riggen, og er den som vil slippe riggen opp til overflaten når forskerne kommer for å hente instrumentene om to år.
  • Hver utløser har sin identitet og kode, og det gjør at forskerne kan lokalisere riggen når di kommer tilbake, og bruke en hydrofon i vannet (undervannsmikrofon) til å sende signal om å slippe riggen opp.
  • Ankeret er ett tonn med stål nederst på riggen. Dette holder riggen på plass på havbunnen. Ankerene på Amundsen-1 og Nansen-1 er gamle toghjul fra Nord-Norge.
Powered by Labrador CMS