Mørkets fyrster, varulver og Indiana Jones
Mørketida på Svalbard varer mer enn 100 dager i året. Men selv i dette mørket er havets vesener aktive.
ARKTIS: Hvert år siden 2010 har en forskningsbåt full av ivrige forskere fra Norge, Skottland og en håndfull andre land funnet veien til den arktiske øygruppen Svalbard. De studerer hva som skjer i det iskalde havvannet under mørketida.
Selv lyset fra månen eller lyset fra skipet er nok til å påvirke dyrene som lever i polare farvann. Foto: Geir Johnsen, NTNU / UNIS
– Hvert år finner de det de 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.
Johnsen er marinbiolog fra Institutt for biologi ved NTNU. Han er blant cruisearrangørene.
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 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.
En «mørkets fyrste»: En ung uer, vanligvis funnet på mye større dyp, i tareskogen på 2 meters dyp i januar i Kongsfjorden. Foto: Geir Johnsen, NTNU / UNIS
– Hver gang vi stikker hodet ned i vannet finner vi nye ting, sier Johnsen.
Treborende musling
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 i området. Forskerne trakk treet opp fra bunnen av fjorden i en trål utformet for å samle bunnfisk og bløtdyr.
De dro treet opp på dekk og åpnet trestammen.
– Da kikket muslingen på oss, smiler Johnsen.
Et fire centimeter lang slimete, hvitt bløtdyr med et stort hode med og munn med en sirkulær rad av tenner for å bore seg inn i treet.
– Det var skikkelig kult.
Denne treborende muslingen bekymrer marinarkeologer, siden den vanligvis ikke er å finne i arktiske farvann. Biologer prøver å finne ut om det er en ny art eller bare en art som er ny for Svalbard. Foto: Geir Johnsen, NTNU / UNIS
Forskere prøver nå å finne ut om den treborende muslingen er ny art eller bare en sørlig art som har funnet veien nordover til Svalbard nå som Arktis er blitt varmere.
De håper ikke muslingen sprer seg, siden skal være minst 1000 historiske skipsvrak i farvannene mellom Svalbard og Grønland. Hvis muslingen trives, kan den ødelegge ennå uutforskede vrak.
- Les også: Bomber og buss på 600 meters dyp
Roboter i polarnatten
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 regionen skulle nærmest være en «biologisk ørken».
Forskere dobbeltsjekker en Remotely Operated Vehicle (ROV) fra NTNUs AUR Lab i farvannet utenfor Frøya før den blir sendt ut i den arktiske polarnatten. Foto: Geir Johnsen, NTNU/UNIS
Men de siste 10 årene har forståelsen endret seg kraftig, særlig etter hvert som forskerne finner nye måter å studere hva som skjer i mørketiden på. En kan så klart ikke bruke lys. Derfor må en finne nye måter å måle ting på. Roboter eller andre instrumenter som kan være til god hjelp.
Johnsen har spesielt hatt en finger med i dette, i sitt engasjement ved NTNU AMOS (Senter for autonome marine operasjoner og systemer), og AUR-Lab (Applied Underwater Robotics Lab). Målet hans har vært å bruke robotteknologi i biologiens tjeneste: selvgående undervannskjøretøy, fjernstyrte biler og til og med en selvgående kajakk, lastet med forskjellige typer sensorer og maskiner.
Denne «jetjakken» er egentlig en kajakk fylt med instrumenter og en vannjet for fremdrift. Forskerne kunne sende «jetjakken» ut i mørket, bort fra skipet, for å studere effekten av måneskinn eller nordlys på planktonets atferd. Foto: Geir Johnsen, NTNU/UNIS
Lys
– Jeg er som en gjøkunge, ler Johnsen. – 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.
Fotobiologi er læren om lysets virkning i biologien.
I løpet av vintercruiset i januar i år brukte Johnsen og hans team en kajakk for å bevege seg bort fra forskningsskipet «Helmer Hanssen». Da kunne de bedre se hvor mye lys det faktisk fantes tilgjengelig for skapningene i havet.
De hadde en lyssensor pekende mot himmelen. Under kajakken var det montert en akustisk planktonmåler, et instrument som tillot dem å se hva slags plankton og hvor mye det var av planktontypene i vannet.
Instrumentene er så følsomme at de kan se hvordan plankton reagerer på det svake lyset fra solen som i måneder ikke viser seg over horisonten, og på lyset fra månen.
- Les også: Da Atlantic City blåste på sjøen
Varulver og månen
En skyet kveld ved fullmåne sendte forskerne kajakken vekk 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 omtrent lavest på næringskjeden, og mange andre skapninger spiser dem om de kan. Men først må de andre skapningene finne planktonet. Og det er ikke lett i mørket. Dette gjør den arktiske mørketida til en perfekt tid for plankton å fete seg opp.
Plutselig dukket månen frem. Instrumentene målte det med det samme:
– Vi så dyreplanktonet dykke kjapt nedover, fordi de vil vekk fra lyset, sier Johnsen. – Da en sky kom foran månen, kom de rett opp igjen.
Tilstedeværelsen av denne brennmaneten i Kongsfjorden på Svalbard i januar indikerer en strøm av varmere atlanterhavsvann til fjorden. Denne fjorden ligger på den nordvestlige siden av Spitsbergen, og har vært isfri siden 2005-2006. Foto: Geir Johnsen, NTNU/UNIS
Effekten av månen kan være så sterk at Johnsen og andre har begynt å kalle endringene den skaper for «varulveffekten». Viktigst er at de fleste dyr har en døgnrytme som er kontrollert av sollys. Men hva når det ikke er sollys?
– Fullmånen tilbakestiller døgnrytmen deres, sier Johnsen. – De endrer atferden sin. Hele økosystemet, fra bakterier til blåhval, alle disse forskjellige organismene responderer på dette lyset.
For eksempel fant forskerne at dyreplankton i Arktisområdet, fra fjord til åpent hav, sank daglig ned til 50-60 meters dyp i perioden månen var synlig over horisonten. Da det ble helt mørkt igjen, steg de opp til overflaten. Forskerne kaller dette «den største daglige migrasjonen på planeten».
Bioluminescens, fugler og mørkets fyrster
Forskerne har dokumentert et annet fenomen de siste årene: Etter hvert som isdekket reduseres, overvintrer flere sjøfugl i Arktis. Fuglene dykker ned i dypet for å spise dyreplankton, krill og fiskelarver.
Krill, det lille rekelignende dyreplanktonet som spises av 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, sier 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.
Noen fugler, som denne polarlomvien, kan dykke til 30 meter for å mate på selvlysende plankton der. Foto: Geir Johnsen, NTNU/UNIS
– Det kule med disse fuglene er at de er feite, sier Johnsen. – Det er rikelig med mat for dem.
Johnsen sier at det er et tydelig bioluminescent (selvlysende) lag på rundt 30-40 meters dyp, og at i hvert fall lomvi og alkekonge er i stand til å dykke så langt ned.
– Dette er en hypotese, men det virker som øynene til noen fuglearter er følsomme nok til å se sine selvlysende byttedyr, sier han.
En fersk artikkel av toktleder Jørgen Berge fra Universitetet i Tromsø, medforfatter Johnsen med flere tyder på at lyset fra selvlysende organismer kan være noe som fuglene bruker som hjelp til å velge ut ulike byttedyr.
- Les også: Avslører mysterier i polarnatta
Indiana Jones og hvalfangstforliset
Med på forskningscruiset var også Øyvind Ødegård, en marinarkeolog ved NTNUs Institutt for marin teknikk som også er stipendiat ved NTNU AMOS og arbeider med AUR-Lab.
Hans mål var å undersøke vraket av et hvalfangstfartøy kalt «Figaro» som sank i 1908. Dette er det første vraket på Svalbard som blir undersøkt av marinarkeologer, forteller Ødegård. Kunnskapen hans kan hjelpe forskere til å finne ut hvordan de best mulig håndterer kulturminneobjekter under vann i Arktis.
Ved hjelp av en fjernstyrt undervannsfarkost kartla de vraket. De brukte et 3D-modelleringssystem og undervanns hyperspektral avbildning. De kunne dermed måle ulike typer materialer som ble funnet på vraket, inkludert forskjellige tresorter og metaller og til og med hvalknokler.
Et sonarbilde av «Figaro», et vrak på bunnen av Trygghamna på rundt 30 meters dyp. Foto: Øyvind Ødegård, NTNU
– Den hyperspektrale avbildningen er en 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
– Forskerne vurderer nå å gå til Sorgfjorden på nordspissen av hovedøya Spitsbergen, hvor det er det minst 15 kjente skipsvrak, sier Ødegård.
«Figaro» var en tremastet bark bygget ved Joh. C. Tecklenborg verft i Geestemünde, Tyskland i 1879. Det var den siste barken som ble bygget ved verftet. Skipet var 178,6 fot langt og 35,3 fot bredt. I 1902 ble det solgt til Chr. Nielsen & Co i Larvik og utstyrt som et hvalskip. Foto med tillatelse fra Larvik Sjøfartsmuseum.
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.
– Antallet skip kan være høyere, sier Ødegård.
Ikke alle skipsforlis ble 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 noe av det mest spennende med denne typen forskning er blandingen av historie, arkeologi, biologi og fjernkontrollert teknologi.
– Dette er tverrfaglig cruise, sier han. – Vi føler oss som den marine versjonen av Indiana Jones.
- Les også: Der kysten faller i sjøen
Et internasjonalt team
Forskningscruiset på RV «Helmer Hanssen» hadde med seg havforskere fra Universitetet i Tromsø, skotske Association for Marine Science og øyespesialister fra University of Delaware. De studerte hvordan krill og sjøfugl takler de ekstremt dårlige lysforholdene.
Studenter på «Helmer Hanssen» sjekker fisk (hovedsakelig polartorsk) og reker fra en trål. Foto: Geir Johnsen, NTNU/UNIS
Andre eksperter kom fra University of Toronto, Akvaplan Niva, University of Laval i Quebec og Universitetssenteret på Svalbard.
UiT, med toktleder Jørgen Berge, sendte flere biologer og stilte skipet til rådighet, mens NTNU sendte professorene Johnsen og Martin Ludvigsen, en rekke mastergrads- og doktorgradsstudenter og robotikkeksperter, inkludert marinarkeolog Ødegård.
Du kan lese mer om forskernes arbeid her.
Referanser:
Johnsen, Geir; Candeloro,Mauro; Berge, Jørgen; Moline, Mark.(2014)Glowing in the dark: discriminating patterns of bioluminescence from different taxa during the Arctic polar night. Polar Biology, vol 37, 5:707-713. doi:10.1007/s00300-014-1471-4
Kintisch, Eli. (2016) Arctic shipworm discovery alarms archeologistsScience. Vol. 351,6276:901 DOI: 10.1126/science.351.6276.901
Berge, Jørgen; Johnsen, Geir; Sørensen, Asgeir Johan; Nilssen, Ingunn. (2015) Enabling technology for Arctic research. Pan European Networks: Science and Technology Magazine. vol. 15.
