Achim Randelhoff (Akvaplan-niva) og Morven Muilwijk (Norsk Polarinsitutt) gjennomfører turbulens målinger (Foto: Eva Leu/Akvaplan-niva).

Nyhet - 27. august 2024 10:47

Hvordan kan studier av turbulens og alge-disko bidra til økt forståelse av produktivitet i et fremtidig Polhav?

Av Eva Leu, Akvaplan-niva

Det er vel kjent at klimaendringene i Arktis skjer fire ganger raskere enn i resten av verden. Dette har store/ omfattende ringvirkninger på naturmiljøet. Vi ser blant annet en rask reduksjon i havisens tykkelse og utbredelse i Polhavet. Resultatet av dette er at mer lys trenger ned gjennomhavoverflaten og at vind kan forårsake en mer betydelig blanding av vannlagene i øvre del av vannsøylen. Dette fremkommer i en vitenskapelig artikkel som nylig ble publisert i tidsskriftet Nature Communications. (https://www.nature.com/articles/s41467-024-50874-0). Disse forholdene studeres også i Framsenter prosjektet SUDARCO.

I SUDARCO prosjektet jobber vi tverrfaglig for å fremskaffe vitenskapelig kunnskap som skal sikre en bærekraftig utvikling og forvaltning av menneskelig aktivitet i disse sårbare områdene. Ett sentralt spørsmål her er hvordan den biologiske produktiviteten vil endres i et fremtidig Polhav, og hvor man i fremtiden vil finne produksjonshotspots. Grunnlaget for det marine næringsnettet i Polhavet består av encellede alger som lever i havisen og i den øvre delen av vannsøylen (isalger og planteplankton). Disse algene bruker solenergi til å produsere biomasse fra CO₂ og H₂O gjennom fotosyntese, men de har også behov for næringsstoffer, som nitrat og fosfat samt, i enkelte tilfeller, silikat.

Disse næringsstoffene finnes i mye lavere konsentrasjoner i Polhavet enn i kystområdene ved de arktiske sokkelhavene. Det er derfor avgjørende å forstå hvordan de endringene vi ser vil påvirke næringskonsentrasjonen i den øvre delen av vannsøylen som er grunnlaget for biologisk produksjon. Både storskala horisontal transport gjennomhavstrømmer og forflytning av ulike vannmasser samt vertikale prosesser som turbulens og økt vindindusert vannblanding i mer åpne farvann, kan påvirke konsentrasjonen av de viktige næringsstoffene. Oseanograf Achim Randelhoff fra Akvaplan-niva studerer nettopp disse forholdene og da med et spesielt fokus på nitrat, det næringsstoffet som i størst grad begrenser biologisk produksjon i Polhavet.

Som en del av Akvaplan-niva sitt bidrag til SUDARCO prosjektet deltok han nylig sammen med kollega Eva Leu på et forskningstokt til Polhavet som ble ledet av Norsk Polarinstitutt. De reiste med et stort forskerteam på FF Kronprins Haakon fra Longyearbyen nord til 88°12’, altså nesten Nordpolen. De kunne observere en god del alger i tilknytning til sjøisen på vei nordover.

Isrelaterte alger (Foto: Eva Leu/Akvaplan-niva).

Melosira arctica, en spesiell kiselalge som danner lange tråder som henger ned i vannet, og er festet på undersiden av isen (ROV foto: Yannick Kern/NPI).

Sammen med kollegaer fra Norsk Polarinstitutt så målte Achim Randelhoff turbulens og andre fysiske forhold i vannsøylen langs et transekt fra Amundsenbassenget til Nansenbassenget

Achim og ansatte fra Norsk Polarinstitutt måler turbulens i vannet fra skipet og fra sjøisen (Foto: Eva Leu/Akvaplan-niva).

I tillegg jobber Randelhoff med data fra nitrat sensorene som har vært montert på havobservasjons riggene som har stått ute i Amundsenbassenget og Nansenbassenget i to år. Dette er den første høyoppløselige tidsserien av denne typen målinger fra det sentrale Polhavet. Dataene bidrar til viktig kunnskap om sesongmessige dynamikker og andre prosesser som styrer mengden nitrat som er tilgjengelig for biologisk produksjon i området.

Algeinnsamling i smeltedammer (Foto: Eirik Hellerud/NPI).

Algeinnsamling (Foto: Janne Søreide/UNIS).

For å finne ut hvordan biologisk produksjon påvirkes av disse prosessene tok Eva Leu fra Akvaplan-niva og Fowzia Ahmed, PhD student ved University of Manitoba, prøver av planteplankton og isalger. De målte algenes fysiologiske status og produktivitet (dvs. deres evne til å vokse ved opptak av karbon og nitrogen) under ulike lysforhold og næringskonsentrasjoner. Algene ble samlet inn fra isen ved hjelp av et stort kjernebor, fra smeltedammer, og ved hjelp av pumper og vannflasker fra forskjellige dybder i vannsøylen.

Rigg for vanninnsamling (Foto: Eva Leu/Akvaplan-niva).

Inkubasjonskammer for måling av karbon og nitrogen opptak i planteplankton og isalger (Foto: Eva Leu/Akvaplan-niva).

Resultatene fra disse studier vil hjelpe oss å forstå hva vi kan forvente med tanke på endringer i biologisk produksjon i Polhavet og hvordan endringene vil påvirke henholdsvis isalgene eller planteplankton. I noen av eksperimentene på forskningstoktet så ble algene dyrket under et spesielt vekstlys som er tilpasset deres pigmenter.. For å øke mulig opptak av næringssalter inkluderte oppsettet også et ristebord. Når lyset ellers var slått av i laboratoriet, ble det nærmest en slags nattklubb og disco-stemning for algene. Nå gjenstår analyser av forskjellige prøver fra eksperimentene ved University of Manitoba i løpet av de kommende månedene.