Såkalte hydrotermiske skorsteiner ble for første gang oppdaget i 1979. De ser ut som piper på havbunnen og pøser ut varm «røyk». Egentlig er det varm væske full av mineraler.

I Atlanterhavet og Stillehavet er mange av disse skorsteinene omringet av unike økosystemer med muslinger, blinde reker, skjeggormer og ekstreme bakterier.

Livet der får ikke energien sin fra sola, men fra jordas indre.

Mikroorganismer bruker reduserte forbindelser fra skorsteinene som energikilde for å lage organisk materiale, på samme måte som planter og alger bruker fotoner fra solen. Større dyr lever i symbiose med disse mikrobene.

Men ingen har tidligere sett på faunaen i et slikt felt i Arktis.

Hva slags liv finnes der, i det kalde, dype vannet, 4000 meter under isen?

- Vi ville se om økosystemet har utviklet seg helt isolert. Om det er veldig forskjellig fra andre plasser med hydrotermiske skorsteiner, eller om feltene er knyttet til hverandre, sier Eva Ramirez-Llodra.

Hun er marinbiolog ved Norsk institutt for vannforskning (NIVA).

Sammen med et internasjonalt team av forskere har hun vært på tokt 82 grader nord. Håpet var å gjenfinne Aurora, et felt på havets bunn med hydrotermiske skorsteiner som kalles for sorte røykere.

Tidligere ekspedisjon avslørte skorstein

Forskerne fikk bruke isbryteren Kronprins Haakon og la i vei fra Longyearbyen den 19. september.

Elleve internasjonale institusjoner var representert ombord på båten. En skribent fra National Geographic og en fotograf fra James Cameron sin Avatar Alliance Foundation var også med på den månedslange turen inn i iskalde farvann.

Kjemiske signaturer i vannet har tidligere avslørt at det finnes hydrotermiske skorsteiner i nordområdet, nærmere bestemt på den undersjøiske fjellryggen Gakkelryggen.

Tyske forskere fra Alfred Wegener-instituttet lette iherdig etter skorsteinene i 2014. Etter fem uker med leting, traff de blink på den siste dagen av ekspedisjonen.

- De drev over en hydrotermisk skorstein, og fikk under et minutt med video av den. De fikk vite hvor den var, sier Eva Ramirez-Llodra til forskning.no.

Nå har et team oppsøkt plassen på nytt, og planen var å ta både og film og prøver av organismene som lever der nede. Ekspedisjonen ble ledet av UiT and NIVA. Eva Ramirez-Llodra var prosjektleder.

Jubel og klemmer

- Det var vanskelig å planlegge dagene, for du arbeider på isens nåde, sier Ramirez-Llodra.

Sjøisen ligger ikke bare stille. Den knekker opp, fryser, og varierer i tykkelse. Det var derfor ikke så lett å komme seg frem til riktig sted. Forskerne dro et kamera etter båten som filmet havbunnen.

3. oktober fikk de endelig en god posisjon over det antatte feltet. Alles øyne var rettet på skjermene i kontrollrommet og spenningen var høy.

- Når skorsteinen først kommer til syne, eksploderte vi i jubel og klemmer, skrev forskerne på bloggen sin.

Det var en mektig hydrotermisk skorstein, en svart røyker, og senere fant de to til.

- Vi kunne se når vi nærmet oss skorsteinene, fordi sedimentene ble grovere, og det ble flere steiner og farger på sjøbunnen, sier Ramirez-Llodra.

Et møte ble litt vel nært. Forskerne dro kameraet oppover et forhøyning, og plutselig så de svart røyk som veltet ut av et gapende, undersjøisk krater.

- Det er egentlig ikke røyk, men veldig varm væske som er omtrent 350 grader. Kameraet kjørte rett inn i det. Det gikk så fort at vi ikke rakk å avverge det. Alt ble svart og vi var redde for at vi hadde brent opp alt sammen.

- Heldigvis fikk vi tilbake bildet etter et par minutter. Vi kunne fortsette. Dette var vårt første nære møte med en sort røyker.

Gylne felter og glass-svamper

Rundt skorsteinene så forskerne felter som skinte som gull på den fargesvake bunnen.

Det er ikke gull men sulfitt som har blitt felt ut fra den sorte «røyken», kan Ramirez-Llodra fortelle. Selv om det også er gull og sølv i det som pøser ut. Rundt skorsteinene var det klynger med hvite organismer som glinset da de reflekterte lyset fra kameraet.

Hva var det som levde der nede?

Området rundt Aurora-feltet var dekket av et tykt lag med finkornede sedimenter. Der hvor grunnen var solid nok til at noe kunne feste seg, var det hvite, spøkulsesaktige svamper. Reker likte seg der nede i dypet. Rundt omkring var det sjøpølser og anemoner. En og annen fisk svømte også rundt.

Den organismen det var mest av var glass-svamper. De er relativt sjeldne, kan bli opp mot en meter brede, og noen av dem kan leve i flere århundrer. Det skriver National Georaphic I sin reportasje fra reisen. Svampene er stort sett bygget opp av det samme som sand og gass, og bare litt av massen deres er organisk. De kan sies å knapt være levende.

Skiller seg fra felter lenger sør

Forskerne fant ikke det mangfoldet av liv som er oppdaget rundt hydrotermiske skorsteiner i andre havområder.

- Det var ikke så mye liv der nede, sier Ramirez-Llodra.

- Hvorfor det er slik er vi ikke sikre på enda.

I Atlanterhavet og Stillehavet finnes det fargerike samfunn av skjeggormer, muslinger og krabber som har tilpasset seg det spesielle miljøet rundt slike skorsteiner.

- De fleste av disse har et symbiotisk forhold til bakterier og mikroorganismer som lever av kjemosyntese. Bakteriene kan være inni kroppen deres eller i spesielle organer, sier Ramirez-Llodra.

- Noen har ikke engang munn eller fordøyelsessystem, men lever bare av produksjonen av mikrobene inne i kroppen.

- Var det et slikt forhold mellom organismer rundt skorsteinene i Aurora-feltet?

- Det vet vi ikke enda, vi må analysere videoene nøyere først, sier marinbiologen.

Forskerne fikk rikelig med prøver fra dyr som levde på den undersjøiske fjellryggen. Men på grunn av tekniske problemer fikk de ikke tatt prøver helt inntil skorsteinene. En ny ekspedisjon må til for å hente opp dyr og mikrober som lever tett på disse.

Kan ligne forholdene på ismåner med muligheter for liv

Oppe på isoverflaten samarbeidet mikrobiologen Dimitri Kalenitchenko med Kevin Peter Hand, astrobiolog fra JPL, NASA, om et litt annet prosjekt.

NASA planlegger å sende et romfartøy som skal se etter spor av liv på Jupiters ismåne Europa. Både Europa og en av Saturns måner, Enceladus, er dekket av et tykt lag med is. Men de har trolig hav under overflaten samt hydrotermisk aktivitet på havbunnen.

Slik sett kan de ligne litt på området forskerne oppsøkte i Arktis. Hvor mye kan et romfartøy finne ut om det eventuelle livet på månene, langt under isen?

Forskerne tok prøver av isen over Aurora-feltet. Målet er å se om de kan finne tegn på skorsteinene som ligger 4000 meter lenger nede.

- Vi prøver å se hvor mye isen kan fange opp av signaturer fra vannet under, sier Dimitri Kalenitchenko, forsker ved UiT - Norges arktiske universitet og CAGE.

Han skal også lete etter ekstremofile mikrober i isprøvene fra ekspedisjonen. Dette er organismer som er typiske for hydrotermiske skorsteiner og som liker seg i varmen der nede. Tanken er at de kan ha drevet avsted, helt opp til overflaten. Der kan de ha blitt fanget inn i isen, og ligge i en slags dvaletilstand.

- Det store spørsmålet er om mikrobene er tilstede i isen, eller om det er håpløst å finne dem, sier Kalenitchenko til forskning.no.

Han regner med å ha svaret i midten av neste år.

Vil dra tilbake

Videre studier av filmene og prøvene som ble tatt vil avsløre mer om det tidligere ukjente miljøet på Gakkelryggen i Arktis.

Ramirez-Llodra sier at de vil legge ut på en ny ekspedisjon senere, for å ta prøver enda nærmere skorsteinene.

Både Ramirez-Llodra og Kalenitchenko er enige om at ekspedisjonen var givende, kanskje spesielt på grunn av den gode atmosfæren om bord.

- Selv om vi hadde litt trøbbel og ikke fikk til å ta prøver fra de hydrotermiske skorsteinene, så var alle sammen veldig entusiastiske for å fortsette smarbeidet, sier Eva Ramirez-Llodra.

Les også:

Livet under jordskorpa: Mystiske mikrokryp lever av stein og radioaktivitet flere kilometer inne i jorda

Byggesteiner for primitivt liv funnet i is fra Saturn-måne

Hvordan oppsto livet på jorda?