Det er viktig for forskerne å ta prøver av mange forskjellige smeltevannsdammer og isformasjoner. (Arkivfoto: Gunnar Sætra / Havforskningsinstituttet)
Det er viktig for forskerne å ta prøver av mange forskjellige smeltevannsdammer og isformasjoner. (Arkivfoto: Gunnar Sætra / Havforskningsinstituttet)

CO₂-opptak i arktisk is, vann og bunn

Publisert

Under mitt første «Arven etter Nansen-tokt» ser jeg på hvilke organismer som tar opp drivhusgassen karbondioksid (CO₂), hvordan det skjer og hvor mye de tar opp. Det kan skje på tre måter. Sannsynligvis tar algene mesteparten av CO₂-en med hjelp fra sola. Det kaller vi fotosyntese. De to andre mekanismene er ikke like godt kjent. Den ene er anapleurotiske reaksjoner. De fleste organismene, inkludert pattedyr, tar opp CO₂ via denne mekanismen og inn i en såkalt sitronsyresyklus.

Totalt produserer vi mer CO₂ enn vi tar opp, men ved å bruke karbondatering kan vi beregne hvor mye CO₂ som er tatt opp ved hjelp av denne mekanismen. Dermed kan vi estimere biomasseproduksjonen til bakterier og arker. Den tredje mekanismen er nitrifikasjon. Denne mekanismen tar opp CO₂, ikke ved hjelp av sollys som energikilde, men ved bruk av energi, lagret i ammonium, og som blir frigjort hvis denne organismen konverterer ammonium til nitrat. Nitrifikasjon kan være en svært viktig prosess for resirkulering av nitrogen. Det er viktig for primærproduksjonen av alger, som fortsatt er den viktigste prosessen. Hvis algene ikke har nok av dette resirkulerte uorganiske nitrogenet, kan de vanligvis ikke ta opp CO₂. Et alternativ kan være opptak av organisk nitrogen. Da trenger ikke algene sollys, men «spiser» i stedet organisk nitrogen, som kan brytes ned til ammonium og brukes I stedet for å ta opp ammonium fra vannet. Det er en mer omstendelig prosess som koster mer energi, men representerer en mulighet for dem som kan utnytte den.

Dette er prosessene jeg har undersøkt i isen, i vannet og på bunnen av sjøen. Vi tar vannprøvene med en CTD-rosett, et stort instrument med 24 flasker som kan ta vannprøver på ulike dybder som jeg har bestemt på forhånd. CTD-en måler saltholdighet, oksygen, temperatur og lys mens den er i havet.

Vi tar bunnprøvene med en boxcorer/grabb helt ned til 3900 meter. Sollyset når ikke ned til denne dybden, men store mengder organisk materiale produsert i overflatevannet synker til bunns og kan være brutt ned av bakterier og arker. De kan resirkulere næringssalter som muligens kan komme opp til overflaten igjen og hjelpe algene med å ta opp mer CO₂.

Isen er veldig variabel. Den kan være tykk eller tynn, og organismene er forskjellige i smeltevannskanalene inne i isen og under isen. Dette fordi miljøet kan være ganske ekstremt i smeltevannskanalene. De kan være veldig salte når saltet renner ut og ha liten saltholdighet (tilnærma fersk) etterpå. De kan også ha varierende mengde næringsstoffer, oksygen og lys alt ettersom hvor isolerte de er og hva som lever der. Organismene kan også lage egne mikroklima. På samme måte er smeltedammene forskjellige. Noen er helt ferske med masse lys og UV stråling, andre kan ha smeltet hull i bunnen og være fylt med sjøvann.

Algene i vannet rett under isen er helt forskjellig fra algene inne i isen. På toppen av isen har det dannet seg mange dammer med smeltevann. De kan også være temmelig forskjellige. Vi har funnet ren blå is på bunnen av noen dammer og små hull med et tykt lag av alger i andre. Derfor er det viktig å ta prøver av mange forskjellige smeltevannsdammer og isformasjoner.