Dokumenterer store miljøendringer i Polhavet

Gruppebilde av noen av HAVOC-deltakerne på MOSAiC-ekspedisjonen.  Fra venstre; Oliver Müller, Evgenii Salganik, Morven Muilwijk, Benjamin Lange og Jessie Garder. Foto: Jessie Gardner / UiT Norges arktiske universitet 

– Forskning på atmosfæren, snø- og havis, og havet beviser at Arktis varmes opp mer enn to ganger så raskt som resten av planeten. Oppvarmingen påvirker vær og klima i Arktis, men også i andre deler av verden, sier forsker Mats Granskog ved Norsk Polarinstitutt.

Granskog ledet HAVOC-prosjektet i den storstilte MOSAiC-ekspedisjonen som foregikk i ett år i det sentrale Polhavet med den tyske isbryteren «Polarstern» som hovedskip. 

Prognoser for klodens klima  

Siden «Polarstern» klappet til kai sommeren 2020 har forskere fra mange land og fagfelt arbeidet på spreng med å analysere data som ble samlet inn i isødet. Nå begynner de første resultatene fra forskningen å tikke ut fra laboratorier verden rundt.

MOSAiC ble ledet av Alfred Wegener-instituttet (AWI) i Tyskland, og regnes som tidenes største klimaforskningsprosjekt.

Bakteppet for ekspedisjonen er dagens klimamodeller som ikke har klart å holde tritt med de raske endringene som skjer i Arktis. MOSAiC sin ambisjon er å bidra med forskning som kan gi bedre prognoser for klodens klima.

Forskere i arbeid på isen under MOSAiC-ekspedisjonen. Foto: Laura Schmidt

Atmosfære – snø og havis – hav 

I dag offentliggjøres de tre ferskeste forskningsresultatene fra MOSAiC i tidsskriftet Elementa. Disse omhandler atmosfæren, snø- og havis, og fysisk oseanografi. Artiklene fremhever viktigheten av å undersøke alle de koblede komponentene i klimasystemet samtidig – for å få et best mulig nøyaktig resultat. 

– Forskningene fra disse tre fagretningene presenterer det første fullstendige bildet av klimaprosessene som foregår i Polhavet, sier Granskog. 

Granskog er medforfatter av artikkelen om oseanografi og havis.

Havisforsker Mats Granskog foran isbryteren «Polarstern» før skipet seilte nordover mot Sibir høsten 2019. Foto: Elin Vinje Jenssen / Norsk Polarinstitutt

Klimaendringene var drivkraften 

Overflatetemperaturen i Arktis har steget mer enn to ganger så raskt som på resten av planeten siden 1970-tallet. I Polhavet er utbredelse av havis nesten halvert om sommeren siden satellittregistreringer startet på 1980-tallet.

Hva krympende havis vil bety for fremtiden i Polhavet og hvordan disse endringene påvirke det globale klimaet, var drivkraften for MOSAiC-ekspedisjonen. Men det var en krevende øvelse.

– Å studere de aktuelle prosessene i et helt år krevde et spesielt konsept, blant annet fordi det sentrale polhavet fortsatt er isdekket om vinteren og derfor vanskelig tilgjengelig, forteller Granskog.

Smeltedammer på isen gjorde det vanskelig å ferdes på isen. Heldigvis ble denne hytta ført tilbake til skipet før isflaket brøt opp (to dager senere). Foto Lianna Nixon / Colorado State University

Dynamisk is 

Under ekspedisjonen frøs Polarstern fast til et stort isflak og drev med den transpolare driften over Polhavet, slik det norske skipet Fram, anført av polfareren og vitenskapsmannen Fridtjof Nansen, manøvrerte seg frem for litt over hundre år tidligere.

I dette isødet kom de første overraskelsene i MOSAiC-ekspedisjonen.

– Vi fant mer dynamisk og raskere drivende is enn forventet. Dette utfordret ikke bare forskningsgruppene som arbeidet på isen, men resulterte fremfor alt at vi oppdaget endringer i havisens egenskaper og tykkelse, opplyser havfysiker Marcel Nicolaus fra AWI, og leder av gruppa som jobbet med havis og snø under MOSAiC.

– Jeg beundrer virkelig laginnsatsen til deltakerne. De arbeidet og levde under svært tøffe forhold på isen, enten det var i polarnattens kulde eller på den svært dynamiske isen om sommeren. Å gjennomføre en slik ekspedisjon er en stor prestasjon, sier Mats Granskog.

Skipet Fram i isen under Framekspedisjonen 1893 – 1896. Foto: Norsk Polarinstitutt 

Basert på N-ICE2015-ekspedisjonen 

AWI dro veksler på polarinstituttets N-ICE2015-ekspedisjon i Polhavet i 2015, da forskningsfartøyet Lance ble frosset inn i havisen nord for Svalbard og driftet med isen i et halvt år.

I likhet med N-ICE2015 er MOSAiC en utpreget tverrfaglig ekspedisjon. Flere av forskningsspørsmålene til MOSAiC er basert på funnene fra N-ICE2015. 

– Erfaringene fra innfrysingen av Lance ga oss mye som vi undersøkte videre i MOSAiC, som skrugarder. Dette er kanskje den minst kjente delen av havisen i Polhavet, og de deler av havisen som antakelig smelter sist, sier Granskog.

Skrugarder ble studert nærmere under MOSAiC-ekspedisjonen. Dette bildet av skrugarder er tatt under N-ICE-ekspedisjonen i 2015. Foto: Nick Cobbing / Norsk Polarinstitutt

Skrugarder dannes ved at isflak kolliderer, bryter opp og presses over hverandre. De kan være flere titalls meter tykk is, og de egner seg ofte som gjemmesteder for dyrene som lever her, som planteplankton, dyreplankton, polartorsk, ringsel, men også flere andre planter og dyr. I MOSAiC er det først og fremst plante- og dyreplankton i havet som er av interesse. 

HAVOC er finansiert av Norges forskningsråd, og både geofysikere, oseanografer og marinbiologer fra flere norske institusjoner deltar.

Forskere i arbeid på isen under innfrysningen av «Lance» vinteren og våren 2015. Foto: Tor Ivan Karlsen / Norsk Polarinstitutt

Viktig kunnskapsgrunnlag 

Publikasjonene som nå gis ut viser bare toppen av isfjellet av all data som ble samlet i løpet av MOSAiC-ekspedisjonen. Mye forskning vil publiseres  fremover fra ulike fagfelt.

– De fysiske observasjonene gir grunnlaget for å tolke biogeokjemiske sykluser og økosystemprosesser, og for å støtte koblede modeller som vi bruker for å lære enda mer om tilbakekoblinger i klimasystemet og de globale konsekvensene av arktiske endringer. Disse endringene kan påvirke vær og klima over hele verden, sier prof. Markus Rex, leder for MOSAiC og atmosfære forsker ved AWI.

– Det er fascinerende hvor nøyaktig vi kan kartlegge individuelle prosesser og relatere dem til hverandre. Jeg er glad for å se hvordan flere hundre MOSAiC-deltakere har samarbeidet om disse publikasjonene. Det internasjonale samarbeidet med ekspedisjonsdeltakere fra mange land foregår på en svært koordinert måte, selv om ekspedisjonen var over mer enn ett år siden. Forskningen gir innsikt i klimaendringer som vil gi et kunnskapsgrunnlag for samfunnsomstilling mot en bærekraftig tilnærming på kloden, sier MOSAiC-leder Markus Rex.

Forskerne  Sebastian Gerland (t.v.), Dmitry Divine, Benjamin Lange og Mats Granskog fra Norsk Polarinstitutt tok farvel med Polarstern før skipet forlot Tromsø i september 2019 for innfrysning i Polhavet. Foto: Elin Vinje Jenssen / Norsk Polarinstitutt 

Publikasjoner

Havis og snø: Nicolaus, M, Perovich, DK, Spreen, G, Granskog, MA et al., 2022: Overview of the MOSAiC expedition: Snow and sea ice. Elementa: Science of the Anthropocene 10(1). DOI: https://doi.org/10.1525/elementa.2021.000046

Oseanografi: Rabe, B, Heuzé, C, Regnery et al., 2022: Overview of the MOSAiC expedition – Atmosphere. Elementa, Science of the Anthropocene, 10 (1), DOI: https://doi.org/110.1525/elementa.2021.00060

Atmosfære: Shupe, M.D., M. Rex, B. Blomquist, P.O.G. Persson, J. Schmale, T. Uttal et al., 2022: Overview of the MOSAiC expedition: Physical oceanography. Elementa: Science of the Anthropocene 10(1). DOI: https://doi.org/10.1525/elementa.2021.00062