Forsker Sönke Maus har siden 2008 utviklet en metode for å ta prøver av polarisen, uten at den svært skjøre mikrostrukturen i isen endres.

Samtidig har han lagt grunnlaget for å kartlegge hvordan molekylstrukturen påvirker isens mekaniske egenskaper. Dette er viktig kunnskap for å kunne forutse hvordan isen vil påvirke framtidige aktiviteter i Polhavet. 

– Både oljeselskaper og cargoselskaper bør være svært interessert i så mye korrekt informasjon som mulig om isens beskaffenhet, sier Maus.

– Nærmere fem prosent av jordas hav er i dag dekket med havis. Den spiller en viktig rolle i det arktiske og globale klimaet og økosystemer, men vi vet svært lite om hvordan den ser ut i mikroskala.

– Dette bestemmer havisens fysiske egenskaper: Hvordan sollys går gjennom, hvordan den knekker og smelter, hvordan den presses mot båter og plattformer og hvordan den blir et bosted til mikroorganismer.

Tidligere fantes det ikke noen tredimensjonale observasjoner av isstrukturer på mikroskalanivå. Dette har Maus lykkes i å utvikle, ved hjelp av røntgenstråler med svært høyt energiinnhold, såkalte synkrotronstråler.

Ispåkjenninger

I årene som kommer kan mye av havisen i Nordpolbassenget forsvinne som følge av klimaendringene.

Dette ønsker både nasjonene som har territorielle krav i området og oljeselskapene å utnytte til leting etter og utvinning av mulige petroleumsressurser.

Samtidig vil det åpne seg nye handelsruter for cargoselskaper, som får en kortere vei mellom Asia og Europa langs Nordøst- eller Nordvest-passasjen.

Ung havis og ising vil likevel være til stede, og sette store krav til fartøyer og installasjoner. For disse selskapene kan det være av avgjørende betydning at man vet så mye som mulig om isens bruddstyrke og andre mekaniske egenskaper. 

– Dette har ikke vært gjort før i denne skalaen. Nå kan vi opparbeide et datagrunnlag som sammen med et erfaringsgrunnlag kan gi oss mye grundigere kunnskap om isens fysikk, sier Maus.

Klima og biologi

De biologiske aspektene er like viktige. Prosjektet bidrar til å utvikle ny kunnskap om mikrokanalstrukturen i isen. I disse hulrommene og kanalene viser det seg at det lever plankton.

Isen blir dermed en viktig biotop for enorme mengder levende organismer. Dette er avgjørende for økosystemet i Polhavet. 

Økt kunnskap om saltinnholdet i isen er et annet viktig parameter som kommer ut av dette forskningsprosjektet.

– Vi vil blant annet vite mer om hvor fort saltet forsvinner ut av isen når havvannet blir til is. Det forteller oss hvor gammel isen er. Det påvirker dessuten de vertikale havstrømmene, som er en viktig komponent i hva slags klima vi har.

Maus mener at metoden også har et stort potensial i næringsmiddelindustrien for å beregne hvordan fryseprosessen av mat påvirker kvaliteten.

– Synkrotronbasert kryotomografi og kjemisk analyse er derfor generelt viktig.

Metodeutvikling

Maus forteller at den fysiske metodeutviklingen var en stor utfordring.

– Å ta kjerneprøver av isen i Polhavet er enkelt. Men å frakte isen til Swiss Light Source ved Paul Scherrer Institut i sveitsiske Villigen uten at mikrostrukturen blir påvirket, krever stor forsiktighet.

– Til slutt løste vi det ved å sentrifugere ut vannet fra isen, holde temperaturen konstant under transporten og bygge et spesialinstrument ved synkrotronanlegget for selve prøvetakingen. 

Ved hjelp av synkrotronstrålene kunne Maus ta bilder i løpet av veldig kort tid, med høy oppløsning.

– Vi kunne også fokusere store, enkle saltkrystaller i mikrometerskala for å finne ut hvordan strukturen danner seg.

Lenke:

Forskningsrådets program Synkrotronforskning (SYNKROTRON)