GoNorth 2025: Vitenskap i et stormfullt Arktis

Den mest værharde av de fire GoNorth-toktene er nå avsluttet, og skipet returnerte til Tromsø på kvelden 16. desember. Selv om hovedmålet (Ultima Thule) ikke kunne nås på grunn av problemer med en av motorene, ga toktet likevel et rikt vitenskapelig utbytte. Dette ble ikke oppnådd ved å følge en fastlagt plan, men gjennom kontinuerlig tilpasning til de arktiske forholdene som preget hver eneste beslutning underveis.

Der kartene tar slutt

Et av høydepunktene på toktet var arbeidet med å belyse havbunnsstrukturer som hittil har vært dårlig forstått. En seismisk undersøkelse over Østgrønlandsryggen og to tilstøtende strukturer vil bidra til å rekonstruere områdets dype geologiske historie, ved å avbilde både havbunnen og lagene under.

Det som særpreget denne ekspedisjonen, var at seismikk bare var én del av en bredere, integrert tilnærming. Mens skipet beveget seg gjennom området, ble batymetri samlet inn kontinuerlig, noe som gradvis avdekket formen på rygger, bassenger og sjøfjell på havbunnen. Samtidig ga kontinuerlige målinger av Jordens tyngde- og magnetfelt informasjon om små variasjoner i bergartene under havbunnen, og dermed om deres sammensetning og struktur.

I tillegg til fjernmålinger undersøkte toktet utvalgte områder langs de seismiske linjene ved hjelp av et fjernstyrt undervannsfartøy (ROV). Disse dykkene gjorde det mulig å observere havbunnen direkte og å samle inn bergartsprøver, som gir helt konkret dokumentasjon på hva havbunnen faktisk består av. Mye av analysearbeidet starter først etter at toktet er over, når de batymetriske, seismiske, gravimetriske og magnetiske datasettene skal bearbeides og analyseres i detalj.

Den samme strategien, der fjernmålinger kombineres med bergartsprøver hentet med ROV, ble brukt både ved Østgrønlandsryggen og ved Polarstern, et sjøfjell i Sophiabassenget nord for Svalbard som det til nå er kjent lite om.

Sedimentprøvetaking: å lese havbunnens hukommelse

En annen viktig del av ekspedisjonen var innsamling av sedimentprøver. På havdyp ned mot 4000 meter, og til tider i grov sjø, er dette langt fra enkelt. Likevel var prøvetakingen under dette toktet svært vellykket, med fulle kjerner fra nesten hvert eneste forsøk.

Siden sedimentene på havbunnen fungerer som et slags arkiv, kan de brukes til en lang rekke formål. Noen av prøvene vil bli sendt til SINTEF for analyser av miljøgifter. Andre, tatt langs skråningen av Sophiabassenget nord for Svalbard, skal brukes i paleooseanografiske studier. Ved å analysere variasjoner i kornstørrelse i disse sedimentkjernene kan forskerne rekonstruere hvordan havstrømmene i området har variert gjennom tid, med særlig fokus på å knytte styrken på innstrømningen av atlantisk vann til tidligere perioder med brå klimaendringer.

eDNA for å kartlegge biologisk mangfold

En viktig bruk av disse sedimentene er å studere biologisk mangfold ved hjelp av miljø-DNA, eller eDNA. Ved å analysere genetiske spor bevart i sedimentene kan forskerne identifisere hvilke organismer som lever – eller har levd – i et område, fra store dyr til mikroskopisk liv, selv når de aldri observeres direkte. Under ledelse av Thomas Dahlgren (NORCE) ble det samlet inn prøver fra flere adskilte dyphavsområder for å sammenligne faunaen som finnes der. Dette arbeidet vil bidra til å avklare hvor ulike disse økosystemene er, kunnskap som blir stadig viktigere etter hvert som diskusjonene om dyphavsgruvedrift tiltar.

Porevæske for å forstå mikrobielt liv i dypet

En annen måte sedimentene kan «leses» på, er gjennom porevæske – vannet som er fanget i små hulrom mellom sedimentkornene. Ved hjelp av en sprøyte med et spesialfilter trekker forskerne forsiktig ut denne væsken fra delte sedimentkjerner og analyserer den kjemiske sammensetningen på ulike dyp. Slike kjemiske profiler viser hvilke stoffer som er tilgjengelige som energikilder, og gir dermed innsikt i hvilke mikroorganismer som lever i sedimentene, og hvor aktive de er dypt nede under havbunnen.

Et særlig fokus på biologi

Dette toktet samlet det største antallet biologer på et GoNorth-tokt til nå. ROV-en ble brukt aktivt for å undersøke hvordan livet er organisert på den dype arktiske havbunnen. I nærheten av det hydrotermiske feltet Jøtul brukte UNIS-forskerne Carla Lopez Mateo og Arunima Sen ROV-en til å ta bilder som senere skal settes sammen til en mosaikk av et avgrenset område på havbunnen. Målet er å dokumentere hvilke arter som finnes der, hvordan de er fordelt, og hvordan de henger sammen med den underliggende geologien. De brukte også ROV-en til å hente sedimentkjerner for å studere meiofauna – små dyr som lever mellom sandkornene på havbunnen.

Antropologi til sjøs

Blant geofysikere, biologer og mannskap om bord var det én forsker som ikke rettet blikket mot havbunnen, men mot menneskene som studerte den. Antropolog Marta Gentilucci (UiB) bruker ekspedisjonen som del av et Marie Skłodowska-Curie-prosjekt om dyphavsgruvedrift, der hun undersøker hvordan kunnskap, forventninger og usikkerhet formes rundt en næring som ennå ikke har kommet i gang. Ved å leve og arbeide tett sammen med forskerne til sjøs får hun et nært innblikk i de praktiske utfordringene, kompetansen og relasjonene som også vil ligge til grunn for eventuelle framtidige forsøk på å hente ressurser fra dyphavet.

En egenutviklet sensorplattform for kartlegging av sjøis

Selv om FF Kronprins Haakon ikke opererte i den tykkeste isen under dette toktet på grunn av motorproblemer, befant skipet seg likevel i sjøisforhold som gjorde det mulig for stipendiat Ashiqul Alam Khan (NTNU) å teste sin egenutviklede sensorplattform. Systemet kombinerer stereokameraer, termisk kamera og skipets egne navigasjons- og miljøsensorer i én samkjørt målekjede. Når isflak veltes rundt idet skipet bryter gjennom isen, blir undersiden av isen synlig, noe som gjør det mulig å anslå istykkelsen direkte ved hjelp av tredimensjonale rekonstruksjoner. Hvert estimat av istykkelse knyttes til nøyaktig posisjon, tidspunkt, skipets bevegelser og samtidige værforhold. Slik bygges det opp et datasett som senere kan brukes til å undersøke hvordan istykkelse og flakegenskaper varierer under ulike miljøbetingelser, og til å utvikle mer detaljerte og dynamiske iskart.

Å spore fuktighetens vei med vannisotoper

Gjennom hele toktet har et instrument for måling av isotoper i vanndamp i lufta gått kontinuerlig om bord på FF Kronprins Haakon. Takket være daglige kalibreringer og satellittforbindelse har det vært mulig å hente ut nær sanntidsdata. Disse målingene viser hvor fuktigheten har sin opprinnelse og hvordan den transporteres gjennom atmosfæren, og gir forskerne bedre forståelse av fordampning og fukttransport over hav, is og åpent vann. Som en sentral del av det kommende Polhavet 2050-prosjektet fungerte GoNorth-toket som en fullskala test av både måleinstrumentene og hele kjeden for databehandling. Resultatet er et datasett av høy kvalitet som nå vil bli brukt til å evaluere og forbedre klimamodeller for Polhavet som inkluderer isotoper.

Været som konstant følgesvenn

Ifølge kaptein Karl Robert Røttingen var dette det mest værharde toktet RV Kronprins Haakon noen gang har gjennomført. Skipet seilte rett inn i dårlig vær helt fra starten av ferden, og tok sedimentprøver på vei nordover frem til sjøen ble så grov at all operativ virksomhet måtte stanses. Også på returen fra Sophia-bassenget møtte skipet krevende forhold, og etter arbeidet i Molloydypet tvang et stort værsystem fram en tidligere retur sørover og preget den lange seilasen tilbake til Tromsø. Dette er et tokt alle om bord vil huske, med søvnløse netter avbrutt av brå rykk og kanonskuddlignende smell idet bølgene traff skroget.