Arven etter Nansen Q2 toktet med RV Kronprins Haakon gjennomfører studier av økosystemet i drivisen i det nordlige Barentshavet og Polhavet i mai. Isalger og planteplankton er primærprodusentene i det arktiske marine systemet. De produserer sukker og fettstoffer ved å ta opp karbondioksid fra vannet, og sollys og næringsstoffer for å vokse. Men hva skjer med dem etterpå?

Ikke spist, eller spist igjen og igjen på vei mot bunnen

Noen av isalgene blir spist av amfipoder, som for eksempel Apherusa glacialis, som er et lite, hvitt krepsdyr som lever på undersiden av isen. De svermer rund på isen og kan bli veldig tallrike. Isalgene smelter ut eller faller av isen og synker nedover i vannmassene. Under våroppblomstringen, når den store produksjonen av isalger ikke kan beites ned av dyreplankton, synker mye av det organiske materialet til bunns, hvor sultne bunndyr får deres første måltid for sesongen. Senere i sesongen kan de voksende populasjonene av dyreplankton beite ned planteplankton biomassen, og materialet blir da spist, bæsjet, og spist igjen på veien mot bunnen.

Pelagisk-bentisk kobling og vertikal fluks

Koblingen mellom is, vannmasser og bunn kalles den pelagisk-bentiske koblingen, og det synkende organiske materialet representerer vertikal fluks. Koblingen kan være sterk hvis mye materiale synker til bunns, men svak hvis det meste av materiale forsvinner på vei ned fordi det har blitt spist og bæsjet ut gjentatte ganger av dyreplankton i vannmassene. Sokkelhav, som Barentshavet har vanligvis en sterk pelagisk-bentisk kobling på grunn av høy produksjon av både isalger og planteplankton, og relativt kort avstand til bunnen (250 m). Den vertikale fluksen varierer over sesongen, og hvis våren kommer sent blir matserveringen til bunndyrene forsinket.

Hvem synker først og sist?

Det er viktig å få gode målinger av vertikal fluks. Det vil fortelle oss hva som skjer med produksjonen etter at algene har gjort deres jobb og synker. Diatoméene, som er algene som vanligvis starter våroppblomstringen synker raskest på grunn av deres store størrelse sammenliknet med andre alger og på grunn av deres tunge glasshus. Ettersom oppblomstringen utvikler seg, kommer flagellater, som kan bevege seg ved hjelp av flageller, og mindre alger. Begge disse formene synker senere mot bunnen enn diatoméene. Bæsj fra isamfipoder og dyreplankton bidrar også til den vertikale fluksen.

Sedimentfeller for å måle vertikal fluks

Sedimentfeller, som er lange rør av pleksiglass som er festet vertikalt til en rigg i vannet benyttes til å måle utsynkingen av organiske partikler. Yasemin Bodur, som er Dr. grads student ved UiT Norges arktiske universitet, studerer vertikal fluks av organisk materiale i Barentshavet og Polhavet. Noen rigger med sedimentfeller settes ut i åpent vann på forskjellige dyp, og noen festes til undersiden av havisen ved hjelp fra vitenskapelige dykkere. Fellene står vanligvis i 24 timer for å samle opp det som synker, som kan være isalger, bæsj og svømmere, som er levende dyreplankton.

Analyser av materiale fra sedimentfeller

I laboratoriet studerer Yasemin innholdet fra sedimentfellene i mikroskop og identifiserer alger og dyreplankton, og hvem som har produsert ulike typer bæsj.

Prøver blir videre analysert for innhold av organisk materiale, stabile isotoper av karbon og nitrogen, og fettsyre signaturer.

Hun kan dermed bestemme om det organiske materialet har blitt produsert av isalger eller planteplankton, og hvem som har spist algene og bæsjet ut partikler som dalte ned i sedimentfellene.

Vertikal fluks i et klimaperspektiv

Havet tar opp karbondioksid fra atmosfæren, som blir brukt av alger i deres produksjon, og som til slutt synker til bunns, hvor materialet blir spist eller begravd. En sterk pelagisk-bentisk kobling bidrar derfor til fjerning av karbondioksid fra atmosfæren og transport av det organiske materialet til bunns i havet.

Men, hvis havisen forsvinner på grunn av klimaoppvarming, øker den pelagiske produksjonen mens rollen til isalger reduseres. Ett scenario for det som kan skje er at det meste av det organiske materialet blir benyttet og resirkulert i vannmassene, og at lite synker til bunns fordi mange arter planteplankton synker sakte. Dette vil medføre dårlige næringsforhold for organismer som lever nær eller på bunnen, som for eksempel, reker, skjell, børstemark og slangestjerner. En svakere pelagisk-bentisk kobling betyr at havet tar opp mindre karbondioksid fra atmosfæren, og dermed i mindre grad reduserer klimagasser som bidrar til global oppvarming.