Dette toktet er litt annerledes enn de fleste andre Arven etter Nansen tokt. Vi er ikke på havet for å ta flest mulige prøver av vann og havis, eller for å fange plante- eller dyreplankton, fisk eller bunndyr. På bare 11 dager vil vi ta opp og sette ut igjen såkalte rigger – undervannsinstallasjoner med måleinstrumenter som står forankret til havbunnen – som vi satte ut i fjor eller til og med for to år siden.

Disse instrumentene registrerer kontinuerlig ting som temperatur og saltholdighet, pH, fluorescens og andre fysiske, kjemiske og biologiske parametere som igjen gir oss lange tidsserier av hva som skjer i det nordlige delen av Barentshavet. Halvparten av vår gruppe på 15 personer er dermed ikke vitenskapspersonell i vanlig forstand, men teknikere, og resten er hjelpere til dem igjen.

Men vi skal ikke bare jakte på utstyr i mørke natten, vi skal i tillegg prøve å gjenta noen av våre standard CTD-transekt (utvalgte områder) for å få et øyeblikksbilde av fordelingen av fysiske, kjemiske og biologiske havegenskaper i noen fokusområder.

Vinteren er her

Nå er vinteren her og de kalde vannmassene i nord har begynt å fryse til. Forskerne våre på FF Kronprins Haakon gjør målinger i de nå kalde og ugjestmilde områdene nord for Svalbard. Temperaturen i luften er -15 og sett i forhold er havet varmt med sine 0 grader. Den kalde luften kjøler havet effektivt til det når frysepunktet på -1.8 grader og dette gir en magisk effekt der det ser ut som om havet damper. Den første isen dannes raskt etter dette.

Isdekket i Arktis varierer kraftig med sesongene. Hver vinter dekkes store deler av Polhavet av sjøis opptil flere meter tykt som smelter igjen om sommeren. I mars, når isutbredelsen er på sitt største, dekker isen ett område på om lag 15 millioner kvadratkilometer, mens den om sommeren bare dekker ett område på om lag 5 millioner kvadratkilometer. Både vinter og sommer utbredelsen har gått ned på grunn av global oppvarming, men andelen av is som overlever sommeren har redusert kraftigst. Siden 1979 når satellittmålingene begynte har vi tapt 44% av sommerisen.

Når vi snakker om ett isfritt Arktis snakker vi først og fremst om en isfri sommer. De nyeste prognosene tilsier at Arktis kan bli isfritt om sommeren allerede før år 2040.

Så mange typer is!

Når sjøvann blir kaldt nok så når det frysepunktet (-1.8C) og det dannes et lag med sjøis på toppen. Men visste du at det finnes mange forskjellige typer sjøis? Nyis er et sammenfattende uttrykk for is som nylig er dannet. Uttrykket omfatter iskrave (iskrystaller), issørpe, snøsørpe og sørpeklumper.

Disse istypene består av fritt flytende iskrystaller eller iskrystaller som bare i liten grad er løst sammen frosset. Etter hvert kan det dannes seieris, også kalt nilas på engelsk. Dette er en tynn elastisk isskorpe opptil 10 cm tykk. Den bøyer seg når det kommer bølger eller dønning og ved sammenpressing skyves den ofte over seg selv i et mønster som fingrene i to hender som skyves inn i hverandre. Det kan også dannes andre former for drivis. En kjent istype er såkalt tallerken-is (pancake ice på engelsk), som er tilnærmet sirkulære isstykker med diameter 30 cm til 3 m og tykkelse opptil 10 cm. Isstykkene har opphøyede kanter som en tallerken på grunn av sammenstøt med hverandre.

Når isen er tykkere dannes det større stykker sjøis som kalles for isflak (mindre enn 20m i tverrmål) eller flore (opptil 20km i tverrmål). Når isen er tettpakket, snakker vi ofte om iskonsentrasjon eller isdekke og karakteriserer isen etter tykkelse. Vi skiller da mellom førsteårsis eller flerårsis og gammel polaris som har overlevd flere somrers avsmeltinger. Den tykkere isen ligger litt høyere i vannet og er ofte mer deformert av overskyvning eller skrugardsdanning. Revner eller åpne passasjer i isen kalles gjerne for råker. Dette er bare noen av de forskjellige navngivningene vi har på forskjellige typer is.

Bra med hull i båten!

Det høres kanskje ikke så bra ut med hull i båten, men av og til kan det faktisk være det. På store forskningsfartøy som isbryteren FF Kronprins Haakon gjør vi ofte målinger i dårlig vær med store bølger eller i islagte områder. Da kan det være krevende å jobbe ute på dekk eller senke instrumenter ned i vannet ved siden av skipet der det er tykk is.

Løsningen er en såkalt «moonpool», eller «underdeksåpning» på norsk. Dette er en åpning i skroget midt i skipet med store luker som åpner seg slik at man kan få tilgang til vannet under. Her kan vi slippe ned instrumenter, dykkere eller undervannsfarkoster som vår ROV uten å måtte lage hull i isen.

Vi er nå på tokt nord for Svalbard og bruker vår moonpool til å gjøre såkalte CTD-målinger. Vi senker ned et instrument som tar vannprøver og måler vannets egenskaper (temperatur, saltholdighet, oksygeninnhold, næringssalter, osv.) helt fra overflaten ned til havets bunn. Disse målingene gir oss viktig informasjon til kalibrering av senosrer som vi setter ut på havets bunn på dette toktet. Vi har ikke motbevist Archimedes her, så ikke prøv å lag hull i båten din hjemme, vår moonpool er nemlig konstruert slik at sidene går langt over vannlinjen og da holder skipet seg flytende. Og vet du hvorfor det heter «moonpool»? På åpne båter eller oljerigger blir månelyset reflektert i åpningen og det gir inntrykk av at det er et rolig badebasseng (Dr. Rutherford 1981).

Hvordan måle en havstrøm?

Våres rigger måler ikke bare temperatur og saltinnhold, de lytter også etter havets bevegelsene! Vi kan ikke høre havstrømmene, eller kan vi det? Havforskerne våre er veldig opptatt av havstrømmer fordi endringer i havstrømmer kan påvirke plante og dyrelivet i vannet, og også vær og klima på land. Men å måle styrke og retning på en havstrøm er ikke bare bare. Riggene våre måler strømmen av varmt Atlantisk vann som kommer inn i Polhavet fra sør, gjennom Framstredet på vestsiden av Svalbard. Dette varme vannet og styrken på denne strømmen avgjør blant annet hvor mye is som smelter i dette området og hvor langt nord forskjellige arter kan trives. Riggene våre er utstyrt med en såkalt ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler), et instrument som bruker akustikk for å måle styrken og retningen på strømmen.

ADCPen sender ut lydsignal med forskjellige frekvenser, som blir reflekter av bobler og partikler som flyter i vannet. Det reflekterte signalet som kommer tilbake til instrumentet har en litt annen frekvens enn det utsendte på grunn av dopplereffekten, og med noen ligninger og litt matematisk trigonometri kan vi nå beregne både farten og retningen på partiklene i vannet. Vi gjør dette på forskjellige dybder og kan dermed få et helhetlig bilde av strømmen over tid. Vi kan altså på en måte høre styrken på strømmen! I vinterens mørke har vi nå satt ut flere nye ADCPer og håper å finne de igjen på samme sted til neste år.