Hvert år siden 2010 har en forskningsbåt full av ivrige forskere fra Norge, Skottland og en håndfull andre land funnet veien til Svalbard. De studerer hva som skjer i det iskalde havvannet i mørketida.

– Hvert år finner vi det vi halvt spøkefullt kaller «mørkets fyrster og varulver», rare og fantastiske skapninger som reagerer på de små lyskildene som er tilgjengelig på selv de mørkeste dagene i året, sier professor Geir Johnsen, marinbiolog ved Institutt for biologi ved NTNU. 

Tidlig i januar fant forskerne fugler som kan dykke 30 meter eller mer ned i det beksvarte havet for å jakte på lysproduserende plankton og krill. De fant fisker som normalt lever 2000 meter nede i havet, som her spiste tare på bare to meters dyp. Og de fant et 100 år gammelt hvalbåtvrak dekket med rødalger som produserer en gift som hindrer andre organismer fra å vokse på skipet.

– Hver gang vi stikker hodet under vann, finner vi nye ting, sier Johnsen.

– Da kikket muslingen på oss

Det største funnet dette året kan ha vært en treborende musling (kanskje Psiloteredo megotara) som hadde tygget seg gjennom et 100 år gammelt stykke drivved. Muslingen holder normalt til mye lenger sør og ble første gang påvist på Svalbard. 

Det sju meter lange sibirske lerketreet muslingen ble funnet i, kom opprinnelig fra Sibir, men endte opp på 250 meters dyp i Rijpfjorden, en av de nordligste fjordene på Svalbard. Forskerne trakk treet opp fra bunnen av fjorden i en trål utformet for å samle bunnfisk og bløtdyr.

De trakk treet opp på dekk og åpnet trestammen.

– Da kikket muslingen på oss, sier Johnsen.

Et tre–fire centimeter langt slimete hvitt bløtdyr med et stort hode og en munn med en rad av tenner for å bore seg inn i treet.

Forskere prøver nå å finne ut om den treborende muslingen er en ny art eller bare en sørlig art som har funnet veien nordover til Svalbard nå som Arktis er blitt varmere.

De er spesielt bekymret hvis muslingen sprer seg, siden det skal være minst 1000 historiske skipsvrak i farvannene mellom Svalbard og Grønland. Hvis muslingen trives, har den potensial til å ødelegge vrak som ennå ikke er utforsket.

Roboter søker i havdypet

Helt siden forrige århundreskifte, da Fridtjof Nansen rapporterte om resultatene av et tre år langt tokt i Arktis, har biologer og havforskere trodd at det var lite aktivitet i mørketiden, og at regionen nærmest skulle være en «biologisk ørken».

Men de siste ti årene har forståelsen endret seg kraftig, særlig etter hvert som forskerne finner nye metoder for å studere hva som skjer i mørketiden. De kan ikke bruke lys. Derfor må de finne nye måter å bevege, navigere og måle ting på ved hjelp av roboter eller andre instrumenter som kan operere der folk ikke kan.

Johnsen har spesielt hatt en finger med i dette. Målet hans har vært å bruke robotteknologi i form av selvgående undervannskjøretøy, fjernstyrte biler og til og med en selvgående kajakk, lastet med forskjellige typer sensorer og maskiner.

Læren om lysets virkning på biologien

– Jeg er som en gjøkunge. Jeg er en økolog som er interessert i fotobiologi, selv om noen folk tenker på meg som en ingeniør. Men jeg prøver å flette slik teknologi med naturvitenskap, sier Johnsen.

Fotobiologi er læren om lysets virkning i biologien.

I løpet av vintercruiset i januar i år brukte Johnsen og teamet hans en kajakk for å bevege seg bort fra forskningsskipet «Helmer Hanssen». Da kunne de se hvor mye lys det faktisk fantes tilgjengelig for skapningene i havet.

De hadde en lyssensor pekende mot himmelen. Under kajakken hadde de en akustisk planktonmåler, et instrument som tillot dem å se hvor mye og hva slags plankton det var i vannet.

Instrumentene er så følsomme at de kan se hvordan plankton reagerer på det svake lyset fra solen som fremdeles er under horisonten og på lyset fra månen.

Effekten av månen er sterk

En skyet kveld ved fullmåne sendte forskerne kajakken bort fra båten. Kajakkens instrumenter målte plankton som tok til seg næring i det øverste laget av havet. Dette laget er fullt av mat, men er også et farlig sted hvis du er plankton.

Plankton er nær bunnen av næringskjeden, og mange andre skapninger spiser dem om de kan. Men først må de andre skapningene finne planktonet. Dette gjør den arktiske mørketida til en perfekt tid for plankton å fete seg opp.

Da månen plutselig dukket frem igjen, dykket dyreplanktonet ned i havet. 

– Vi så dyreplanktonet dykke kjapt nedover, fordi de vil komme bort fra lyset, sier Johnsen. – Da en sky kom foran månen, kom de rett opp igjen.

Effekten av månen kan være så sterk at Johnsen og andre har begynt å kalle endringene den skaper for «varulveffekten». Viktigst er det at de fleste dyr har en døgnrytme som er kontrollert av sollys. Men hva hvis det ikke er sollys?

– Fullmånen tilbakestiller døgnrytmen deres, sier Johnsen. – De endrer atferden sin. Hele økosystemet, fra bakterier til blåhval, alle disse forskjellige organismene, svarer på dette lyset.

For eksempel fant forskerne ut at dyreplankton over hele Arktis, fra fjord til åpent hav, sank ned til 50–60 meters dyp i løpet av de seks dagene månen var over horisonten. Da det ble helt mørkt igjen, steg de opp til overflaten i det forskerne har kalt «den største daglige migrasjonen på planeten».

Fugler dykker ned til 30 meters dyp

Forskerne har også dokumentert et annet fenomen de siste årene. Etter hvert som isdekket reduseres, overvintrer mer sjøfugl i Arktis. Fuglene dykker ned i dypet for å spise dyreplankton, krill og fiskelarver.

Krill, det lille rekelignende dyreplanktonet som gir mat til alt fra sjøfugl til blåhval, holder seg vanligvis dypt nede i havet for å unngå rovdyr, men i mørket er det større sannsynlighet for at de kommer nærmere overflaten, ifølge Johnsen.

Han kaller dette «mørkets fyrste-effekten» fordi dette dyreplanktonet aldri ville komme så nær overflaten om det var lyst.

Sjøfuglene alkekonge, havhest, polarlomvi, teist, krykkje og polarmåke holder seg ute på havet og dykker ned for å livnære seg av krill.

– Det morsomme med disse fuglene er at de er feite, sier Johnsen. – Det er rikelig med mat for dem.

Johnsen sier at det er et tydelig lag med såkalte bioluminescent-dyr på rundt 30 til 40 meters dyp, og at i hvert fall lomvi og alkekonge er i stand til å dykke så langt ned. Bioluminescens er produksjon og utstråling av lys fra levende organismer, som for eksempel morild. 

– Dette er en hypotese, men det virker som øynene til disse fuglene er følsomme nok til å se sine selvlysende byttedyr, sier han.

En fersk studie tyder på at lyset fra selvlysende organismer kan være noe fuglene bruker som hjelp til å velge ut ulike byttedyr.

Indiana Jones og hvalfangstforliset

Med på forskningscruiset var også Øyvind Ødegård, en marinarkeolog ved NTNUs institutt for marin teknikk.

Hans mål var å undersøke vraket av et hvalfangstfartøy kalt «Figaro» som sank i 1908. Dette er ifølge forskerne det første vraket på Svalbard som blir undersøkt av marinarkeologer. Kunnskapene hans kan hjelpe forskere til å finne ut hvordan de håndterer kulturminneobjekter under vann i Arktis best mulig.

Ved hjelp av en fjernstyrt undervannsfarkost kartla de vraket. De brukte et 3D-modelleringssystem og et instrument for hyperspektral avbildning under vann. De kunne dermed måle ulike typer materialer som ble funnet på vraket, inkludert forskjellige tresorter og metaller og til og med hvalknokler.

Hyperspektrale kamera kan skille mellom opptil flere hundre forskjellige farger, ikke bare rødt, grønt og blått. Dermed kan det avdekke usynlige detaljer.

• Les også: Slik virker et hyperspektralt kamera

– Den hyperspektrale avbildningen er en helt ny metode for å kartlegge et vrak, sier Ødegård. – Vi undersøker fortsatt hvordan metoden best kan brukes.

Johnsen og Ødegård lager også et slags arkiv av hyperspektrale «fingeravtrykk» for ulike materialer som vanligvis finnes på vrak. Det kan brukes til å analysere biologisk og arkeologisk informasjon som de har samlet fra «Figaro».

1000 skipsvrak mellom Svalbard og Grønland

– Vi vurderer nå å gå til Sorgfjorden på nordspissen av Spitsbergen, hvor det er det minst 15 kjente skipsvrak, sier Ødegård.

I 1683 ble 13 nederlandske skip fanget og knust av is som drev inn i fjorden. I 1693 ble to nederlandske hvalfangstskip senket der av franske fregatter. Men antallet skip kan være høyere, ifølge forskeren.

Ikke alle skipsforlis ble nemlig registrert. Dag Nævestad ved Norsk Sjøfartsmuseum anslår at det kan være så mange som 1000 skipsvrak mellom Svalbard og Grønland.

– Vi vet ingenting om disse vrakene, men vi mistenker at de kan være veldig godt bevart fordi vannet er så kaldt, sier Ødegård.

Han legger til at den treborende muslingen som forskerne fant i sibirsk lerk, kan true disse skipsvrakene også, hvis den sprer seg.

– Hvis dette funnet skyldes varmere vann fra klimaendringer, kan det være vi må skynde oss, mener Ødegård.

Johnsen sier at noe av det mest spennende med denne typen forskning er blandingen av historie, arkeologi, biologi og fjernkontrollert teknologi.

– Vi føler oss som den marine versjonen av Indiana Jones.

Referanse:

Jonathan H. Cohen, Jørgen Berge mfl: Is Ambient Light during the High Arctic Polar Night Sufficient to Act as a Visual Cue for Zooplankton? PLOS One, juni 2015, doi: 10.1371/journal.pone.0126247.

Jørgen Berge mfl: Overarching perspectives of contemporary and future ecosystems in the Arctic Ocean. Progress in Oceanography, desember 2015, dos: 10.1016/j.pocean.2015.08.005.

Geir Johnsen mfl: Glowing in the dark: discriminating patterns of bioluminescence from different taxa during the Arctic polar night. Polar Biology, mars 2014, doi:10.1007/s00300-014-1471-4. Sammendrag