Öppet hav mötte Arktisforskarna

Tillsammans med en mindre grupp forskare från University of Maryland Center for Environmental Science, University of Alaska Fairbanks och Clark University slutförde Grebmeier och Cooper en för säsongen ovanligt sen arktisk forskningskryssning. Covid-19 pandemin hade försenat resan med flera veckor, men de ville inte riskera att förlora mätdata för ett helt år. 

Farlig resa

Skeppet Norseman II avgick från hamnstaden Nome i Alaska den andra oktober 2020 med en vetenskaplig besättning på åtta personer från the University of Maryland Center for Environmental Science och University of Alaska Fairbanks. 

– Vi var på fartyget i 20 dagar. Jag är inte säker på det totala avståndet som fartyget reste, men Alaska är ganska stort. Vårt studieområde är cirka 800 kilometer från norr till söder, berättar Lee Cooper i en intervju med Sveriges Natur.
Resan var stundvis krävande och slitsam.

– Norseman II är ett litet fartyg, en ombyggd krabbfiskebåt, så vi var tvungna att gömma oss på skyddade platser när riktigt stora stormar drog in med starka vindar och hav. Men vi hade lite extra tid inbyggd i schemat, så större delen av tiden kunde vi faktiskt arbeta, och vädret var ganska trevligt och inte för kallt. Väl ute jobbar vi ganska hårt; det finns några sträckor där vi arbetar mer än 24 timmar i rad, men med korta raster, en timme eller två för att få lite sömn. Så det är tröttsamt, men jag tycker inte att det är lika svårt i den meningen att det inte var fysiskt utmattande, säger Lee Cooper.

Studera ekosystemet

– Målet med höstens kryssning på Norseman II var att studera ekosystemet och hur det har förändrats vid en rad tidsserieplatser som kallas ‘the Distributed Biological Observatory, DBO’. Vi distribuerade även förankrings- och sedimentfällor vid M8-platsen i norra Beringhavet och vände sedan runt Chukchi Ecosystem Observatory, CEO; ett fält med sammankopplade bojar som samlar in vetenskaplig information i nordöstra delen av Tjuktjerhavet, förklarar Jacqueline Grebmeier för Sveriges Natur.

DBO-höstkryssningen är ett konsortium av finansierade projekt från US National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), North Pacific Research Board (NPRB), National Ocean Partnership Program (NOPP) Arctic Marine Biodiversity Observing Network (AMBON) och Alaska Ocean Observing System (AOOS), med fokus på bottenprovtagning samt mätningar av vattenkolumnen.

Nätverk av stationer

– Vi har ett nätverk av stationer i norra Bering- och Tjuktjerhavet som vi besöker regelbundet varje år. Därför hade vi en god uppfattning om vad vi kunde hitta, det vill säga om havsbotten är lerig eller sandig, den typen av saker. Men organismer överraskar oss alltid, och vi ser nu många förändringar bland de organismer som finns, berättar Lee Cooper för Sveriges Natur.

Forskarna stannade till vid flera observationsstationer där de kan övervaka allt från vattnets temperatur, salthalt och mängden zooplankton (djurplankton) som simmar runt, till skadliga algblomningar av fytoplankton (växtplankton) och djur som lever i bottenslammet. Målet är att observera och dokumentera hur de arktiska varelserna reagerar på klimatförändringar och att följa dessa ekosystemförändringar under ytterligare förlust av havsis.

Oväntade observationer

Istället för att hitta ett ekosystem som precis varvat ned inför vintern med havsisbildning – var vattnet fullt av aktivitet. Troligtvis på grund av den ovanligt höga havstemperaturen. Havsisbildningen låg fortfarande ett antal veckor bort.

– Lite oväntat var också de varma vattentemperaturerna på mellan fyra och sex grader. Varma vatten har observerats de senaste åren, så det var inte helt oväntat. Men jämför vi med några decennier tillbaka då temperaturen närmade sig noll grader vid detta datum är det fortfarande något att vänja sig vid, säger Lee Cooper.

Är det global upphettning och klimatkatastrofen som ligger bakom uppvärmningen?

– Jag tror att det korta svaret är ja, detta är en manifestation av global uppvärmning. Havet är grunt mellan USA och Ryssland så lite värme räcker långt, och när Bering- och Tjuktjerhavet har värmts upp tar det mycket tid för vattnet att svalna tillräckligt för att frysa på nytt.

Enligt forskarna betyder det att vattnet inte kan kylas ned snabbt nog för att ett istäcke ska bildas, och i år observerades den näst lägsta havsisutbredningen hittills, vilket innebar att havsisen drog sig tillbaka närmare nordpolen.

– Men jag tror att det mest oväntade för oss var den relativt höga mängden klorofyll i vattnet. Vi mätte mängden direkt på fartyget så det resultatet har vi redan, andra saker kräver laboratorieanalys. 

Kortare dagslängd

Eftersom dagslängden blir kortare på hösten förväntade de sig att kapaciteten för primärproduktion skulle minska. 

– Men då den amerikanska rymdmyndigheten, NASA, flyttar sina sensorer till högre höjd under oktober kunde vi se hur det fanns klorofyll nära ytan, vilket innebär att växtplankton fortfarande fotosyntetiserar och antagligen även att näringsämnen har flyttats upp till ytan av stormväder.

Under juli månad är vädret vanligtvis lugnare och klorofyllen ligger djupt nere i vattnet på 25 eller 30 meter där det är ganska mörkt, men det finns ändå tillräckligt med näringsämnen för att stödja fotosyntes. 

– Under kryssningen i oktober låg klorofyllet högre upp i vattenpelaren, så det fanns förmodligen tillräckligt med ljus och näring för fotosyntes. 

Katastrof för Arktis ekosystem

– En av de viktigaste sakerna vi ser är bevis på att fisk som annars hålls ute av låga vattentemperaturer flyttar norrut till platser där de inte funnits tidigare. Dessa fiskar kan konkurrera med de arketypiska arktiska djuren som valrossar och islevande sälar om mat, så det finns en stark möjlighet att vi kommer att få ett helt nytt ekosystem med en annan näringsväv, säger Lee Cooper.

Isen är mycket viktig för vissa av de djur och växter som utvecklats vid nordpolen. När is inte längre finns pålitligt under långa perioder kommer ekosystemet att flytta någon annanstans.

– Rent personligt är det också konstigt att se hur gråvalarna, som borde migrera till Mexiko vid den här tiden, fortfarande söker föda norr om polcirkeln. När jag var barn och bodde i södra Kalifornien, kunde vi se valarna simma söderut i november och december på deras årliga flyttningar till Baja, Kalifornien, och sedan återvänder under senvår. Men valarna vi såg norrut i oktober ligger inte på det schemat längre.

Lees grupp tittar bara på en relativt liten del av Arktis, så de förändringar de ser behöver integreras med observationer från andra. Till exempel var fiskar rör sig i Barentshavet och hur fiskeflottor rör sig norrut; att glaciärer smälter på Svalbard och Grönland; om trädlinjen som rör sig norrut i Alaska, Kanada och Fennoskandia; hur nya sjöfartsvägar öppnat upp sig norr om Ryssland med mera. 

– Specifikt tror jag att de stora förskjutningarna i sjöfartsvägar, med fler fartyg som rör sig genom arktiska vatten, kan få negativa konsekvenser och effekter utöver det faktum att det inte längre finns så mycket is som det var.

– Saker och ting förändras så snabbt att vi nästan inte har tid att tänka på traditionella tillvägagångssätt som att förklara marina fristäder och bevara landskap. Ett annat bekymmer som man måste ta itu med är arktiska samhällsbehov, inklusive ursprungsbefolkningar som är beroende av ekosystemet som det såg ut för inte alltför länge sedan.

Påverkar norra Europa

Lee Cooper och Jacqueline Grebmeier arbetar på den nordamerikanska sidan, där näringsrikt vatten rinner norrut från Beringshavet till Arktis genom Beringsundet. Men andra förändringar observeras på andra ställen som i det ryska Arktis, och i förbindelserna mellan norra Atlanten och Arktis. 

– Vårt arbete utgör alltså endast en del av en internationell insats för att samla in observationer kring hur Arktis förändras.

Det finns kopplingar mellan vad som händer i Arktis och resten av världen, inklusive hur jetströmmen förändras när det är lite havsis. 

– Vi ser detta i Nordamerika, när varma vindar från söder sträcker sig norrut till Alaska, tenderar jetströmmen att sträcka sig i en stor krök och föra kallare väder till östra sidan av Nordamerika. 

Men dessa jetströmsmönster sträcker sig också över norra Atlanten och in i norra Europa. Det finns också observationer som visar att när det finns lite havsis kan gränsen mellan kall Arktisk luft och lägre breddgrader bryta ner och ändra väder även söderut.