Lysforurensning i Arktis kan ha ødelagt forskningsresultater

Lys på forskningsfartøy påvirker livet i havet helt ned til 200 meters dyp. For å forstå mer av livet i det mørke dypet, satser forskerne derfor på selvgående undervannsfarkoster som ikke trenger lys for å arbeide.

I mørketida holder sola seg under horisonten hele døgnet. Det er mørkt, men ikke bekmørkt.

Mangelen på lys har fått forskere til å tro at organismer som lever under disse forholdene, stort sett forholder seg passive eller går i dvale.

I rundt ti år har et internasjonalt team av forskere undersøkt polarnatten for å se hvordan ulike organismer overlever i mørket. De har oppdaget at den eneste måten de virkelig kan forstå livet i mørket på, er ved å slå av lysene på forskningsfartøyene og stole på selvgående undervannsfartøyer som ikke trenger lys for å utføre arbeidet sitt.

Bildet viser Geir Johnsen

– Rundt halvparten av oksygenet vi puster kommer fra de mikroskopiske algene i verdenshavene. Uten disse nøkkelgruppene ville det ikke være noe liv, forteller forsker Geir Johnsen. Foto: Skjermdump fra videoen «Into the Dark»

Når de gjorde det, fant de at fugler dykker ned i det nær stupmørke vannet for å ta for seg av selvlysende plankton og krill. Og at dypvannsfisk som vanligvis holder til på langt større dybder i mørketida, lever i tareskogen på bare to meters dyp. For å nevne noe.

– Når sola trekker seg tilbake, blir månen, stjernene og selv nordlyset mer viktig, sier Jørgen Berge, biolog ved Universitetet i Tromsø (UiT) og NTNU. Han har ledet den internasjonale forskningsgruppen, som også omfattet folk fra Storbritannia, Canada og USA.

Gruppen har greid å anslå hvor mye lyset påvirker oppførselen til alle disse skapningene. Resultatene er publisert i Communications Biology.

De har også fått midler fra Forskningsrådet til et stort prosjekt hvor de i de neste fem årene skal studere og kvantifisere effekten av lysforurensning på både organismer og forskernes egne målinger.

Kunstig lys i Arktis påvirker liv ned til 200 meter

Det viser seg at det ikke skal mye lys til for å påvirke organismene. Noen reagerte på lysnivåer som er én milliondel av dagslyset. Blant annet alger som startet fotosyntesen hele seks uker før sollyset vendte tilbake.

Organismene reagerer så kraftig på kunstig lys at alle biologiske undersøkelser som er gjort tidligere, av alt fra plankton til fiskebestander, kan være fundamentalt gale, mener forskerne.

– Vi har nå greid å dokumentere lysregulerte, biologiske prosesser som fortsetter gjennom hele polarnatta, sier Berge.

Bildet viser et forskningsfartøy i mørket, skjønt månen vises.

Til og med lyset fra månen eller lys fra et skip er nok til å påvirke livet i polarhavet. Foto: Geir Johnsen, NTNU/UNIS

– Mange fiskearter og dyreplankton forblir aktive gjennom polarnatta og vandrer vertikalt i havmassene over en 24-timersperiode. Disse forflytningene er fullstendig regulert av små endringer i sollyset eller månelyset.

Geir Johnsen, biolog ved NTNU, sier at denne følsomheten var overraskende ekstrem, og at den har viktige konsekvenser.

– Rundt 50 prosent av oksygenet vi puster kommer fra de mikroskopiske algene i verdenshavene. Uten disse nøkkelgruppene ville det ikke være noe liv. Så enkelt er det, sier Johnsen.

– Selv lyset fra et forskningsfartøy, eller et fartøy som anslår mengden av dyreplankton og fisk, kan påvirke organismer så langt ned som 200 meter under havets overflate. De kan enten bli tiltrukket av lyset eller flykte fra det, sier Johnsen.

Johnsen er tilknyttet NTNUs Centre for Autonomous Marine Operations and Systems (AMOS). Han beskriver rollen sin som en som forsøker å koble muliggjørende teknologi med naturvitenskap.

I denne situasjonen, hvor lyset er så avgjørende viktig, må forskerne bruke selvgående robotfartøyer som ikke trenger noe kunstig lys, og som kan gi dem informasjon som ikke er påvirket av slikt lys, sier Johnsen.

Dette bildet kompliseres av global oppvarming.

Denne muligheten til å studere forholdene i mørket uten å forstyrre, gjør det mulig for teamet å avgjøre hvor grunnleggende det kunstige lyset påvirker oppførselen til organismer som normalt er tilpasset livet i polarmørket.

Kritisk viktig å lære mye om økosystemet

Dette bildet kompliseres av global oppvarming. Sjøisen i Arktis smelter raskere enn vi noen gang har registrert tidligere. Og den menneskelige aktiviteten i Arktis øker raskt etter hvert som områder blir isfrie. Det gjelder fiske, olje og gass, mineralutvinning, nye transportruter og turisme.

Dermed øker lysforurensningen i Arktis, og er nå blant de raskest voksende kildene til forurensning i regionen.

Johnsen sier det er kritisk viktig for forskerne å lære så mye de kan om hvordan økosystemet virker før det endres så mye at det ikke kan leges.

– Rundt 50 prosent av oksygenet vi puster kommer fra de mikroskopiske algene i verdenshavene. Uten disse nøkkelgruppene ville det ikke være noe liv. Så enkelt er det, sier Johnsen.

En film og en bok

Forskningsteamet har også jobbet med et filmprosjekt kalt «Into the Dark», som prøver å løse mysteriene rundt polarnatten.

Into the Dark – Official Trailer from Interdependent Pictures on Vimeo

Filmen følger i hovedsak Berge, Johnsen og David McKee fra University of Strathclyde i Glasgow. 

– Filmregissør Michael Snyder greide å få det beste ut av oss, og teamet var briljant. De fulgte oss nært og var svært nøye med å forsikre seg om at vitenskapen ble presentert korrekt, slik at et globalt publikum får med seg budskapet, sier Johnsen.

Berge, Johnsen og kollega Jonathan Cohen fra University of Delaware har også redigert en bok om forskningen:  Berge J, Johnsen G, Cohen J (2020) POLAR NIGHT Marine Ecology – Life and light in the dead of the night. Springer-Nature, 380 pp.  https://doi.org/10.1007/978-3-030-33208-2.

Referanse: Berge, J., Geoffroy, M., Daase, M. et al. Artificial light during the polar night disrupts Arctic fish and zooplankton behaviour down to 200 m depth. Commun Biol 3, 102 (2020). https://doi.org/10.1038/s42003-020-0807-6