Klima-arkiv i marine sedimenter i fjorder på Svalbard

Maringeologene på MOSJ-ICE-toktet med RV Lance til Svalbard tar prøver av sedimenter fra bløtbunn for å finne ut hvordan klimaet i Arktis har endret seg de siste 2000 år. Klimaet på jorden har endret seg vesentlig over dette tidsrommet, med kalde og varme perioder. Det er viktig å bestemme hvor raske og omfattende disse endringene har vært for å kunne sammenligne med historiske endringer frem til i dag. 

 Dr. Arto Miettinen, som leder paleo-gruppa på Lance er klar for å sette ut box-corer.

 Dr. Arto Miettinen, som leder paleo-gruppa på Lance er klar for å sette ut box-corer. Foto: Haakon Hop, Norsk Polarinstitutt.

 Dr. Dmitri Divine setter boksen i box-coreren.

 Dr. Dmitri Divine setter boksen i box-coreren. Foto: Haakon Hop, Norsk Polarinstitutt.

Utsetting av multi-corer som tar sedimentprøver fra havbunnen ned til 1 m, eller 2000 år.

Utsetting av multi-corer som tar sedimentprøver fra havbunnen ned til 1 meter, eller 2000 år. Foto: Haakon Hop, Norsk Polarinstitutt.

Arto og Dmitri tar en 1-cm tykk bit av sediment-kjernen for analyser.

Arto og Dmitri tar en 1 centimeter tykk bit av sediment-kjernen for analyser. Foto: Haakon Hop, Norsk Polarinstitutt.

Dr. Huang Quighui og Huang Peng fra Tojgji Universitetet i Kina tar sediment prøve for å undersøke om den inneholder mikroplast.

Dr. Huang Quighui og Huang Peng fra Tojgji Universitetet i Kina tar sedimentprøve for å undersøke om den inneholder mikroplast. Foto: Haakon Hop, Norsk Polarinstitutt.

Paleo-teamet har en sølete jobb på dekk, men har det likevel artig: Dr. Arto Miettinen (NPI), «Hari» Guruvayoorappaen (NCAOR, India), Tiia Loustarinen (NPI/Univ. Helsinki), og Lisa Orme (Norsk Polarinstitutt).

Paleo-teamet har en sølete jobb på dekk, men har det likevel artig: Dr. Arto Miettinen (NPI), «Hari» Guruvayoorappaen (NCAOR, India), Tiia Loustarinen (NPI/Univ. Helsinki), og Lisa Orme (Norsk Polarinstitutt). Foto: Haakon Hop, Norsk Polarinstitutt.

Forskerne benytter kjerneprøver av sedimenter for å få materiale som senere blir møysommelig analysert i mikroskopet. De ser etter små organismer som har skall som bevares nede i sedimentene. Noen alger, som diatomeer, har hus av silisium-glass som bevares godt, og foraminiferene har hus av kalsiumkarbonat. Det finnes mange arter av disse små organismene, og noe trives best under varme forhold mens andre dominerer under kalde forhold med havis.

Variasjonene i dagens sammensetning av diatomeer og foraminiferer i sedimenter fra forskjellige havområder benyttes for å etablere relasjoner mellom disse organismene og temperaturen i havet. Ved hjelp av statistiske metoder, kan disse relasjonene brukes for å estimere temperaturer i paleo-sammenheng. Forskerne kan dermed benytte sammensetningen av arter av diatomeer og foraminiferer i forskjellige lag av kjerneprøvene for å si noe om hvordan klimaet var på den tiden de sank ned til bunnen og ble begravd der. Diatomeene benyttes som indikator eller proxy for paleo overflatetemperatur og is i havet, mens foraminiferer og pigmenter i sedimentene gir i tillegg et mer komplett bilde av endringer i klima fra nederst (2000 år siden) til toppen (året som gikk) av sedimentkjernene.

I fjordene som ble undersøkt på toktet, Kongsfjorden og Rijpfjorden, benyttes sammensetningen av diatomeer i sedimentkjernene for å bestemme tidsrom med økt innstrømning av Atlanterhavsvann i fjordene. Det blir da økte andeler av Atlantiske eller boreale arter i kjerneprøvene, mens de artene som trivdes best under kalde forhold, med lave overflatetemperaturer og is, forsvinner. Dette kan sammenliknes med dagens situasjon i Kongsfjorden, hvor det var en stor innstrømning av Atlanterhavsvann i fjorden om vinteren 2006, og etter dette har fjorden blitt generelt varmere med mindre is. Sammensetningen av planktonsamfunnet endret seg da til mer flagellater og mindre diatomeer.

For å ta prøver av sedimentene benytter maringeologene box-corer, som tar en stor bit av havbunnen i en grabb med boks inni, eller de benytter en multi-corer som skyter pleksiglassrør ned i havbunnen når riggen lander der. Når de lukkes får forskerne seks lange sedimentprøver tilbake til overflatenk og disse «pølsene» blir skjært i skiver som senere blir analysert i mikroskopet.

Noen av forskerne ser også etter mikroplastpartikler i disse sedimentprøvene, siden det har blitt mer og mer plastsøppel og plastpartikler i havet som transporters opp til Arktiske områder og avsettes i sedimentene på bunnen sammen med alger og foraminiferer.

Ytre Kongsfjorden, 7 august 2017. Toktleder Haakon Hop, Norsk Polarinstitutt.