Välkommen till Arktis hela natten undervattensfest

February 14, 2022 paramo Svenska Artiklar 0

Louis Fortier hade ett problem. Sälarna skulle inte lämna.

Fortier är marinbiolog vid Laval University i Quebec, Kanada. Det var vintern 2007 till 2008 i högarktis och han var ombord på ett forskningsfartyg — CCGS Amundsen

. Fortier var där och försökte studera vad fiskar gör under den arktiska isen under den långa, mörka vintern.

När vintern närmade sig försvann solen. Havet började frysa. Fartyget satt så småningom inlåst i is upp till två meter (6,5 fot) tjock. Forskarna var helt ensamma.

Förutom ringsälarna.

Unga ringsälar leker i månpoolen på Louis Fortiers forskningsfartyg. De kan ha tjatat på öppet vatten, men de gav också Fortier användbar data.
L. Fortier
[sea ice]Den Amundsen har en månpool — ett hål i mitten av skeppet som mynnar i vattnet. Lufttemperaturen utanför kan vara –40° Celsius (–40° Fahrenheit), men inne i fartyget har månhålet rumstemperatur och vattnet är –2°C (28°F). Under den högarktiska vintern är det positivt ljumt.

Forskare använder månpoolen som ett bekvämt sätt att göra mätningar utan att behöva skära genom tjock havsis. Till ringsälarna var det dock en bastu. “De gjorde det till en social klubb”, minns Fortier. “Det fanns upp till nio eller tio ringsälar åt gången i månpoolen. De skulle sova där, bara flyta och tillbringa dagen. De gillade det. Det var varmt. De var skyddade från isbjörnar.”

Tyvärr gjorde sälarna fruktansvärda labbassistenter. De hamnade i månpoolen. De flög förbi forskarnas sensorer. Värst av allt festade de sig med polartorsken som Fortier var där för att studera.

Ringsälar kan vara den mest irriterande (och bedårande) av Arktis vinterinvånare , men de är knappast de enda. För att lära sig vad som händer under den dystra årstiden har forskare varit tvungna att anpassa sig till mörkret, precis som varelserna som lever där. Forskare lär sig att även när Arktis är fruset och mörkt är det långt ifrån tyst. Men när människor nu flyttar in i Arktis och lyser upp natten kan de orsaka förändringar som forskare aldrig drömt om.

Svarta havet

En vinternatt i high Arctic är inget skämt. När hösten övergår till vinter längst i norr går solen ner. Den kommer inte att resa sig igen förrän på våren.

Dag och natt är resultatet av att jorden snurrar runt sin axel – linjen som går genom nord- och sydpolen. Människor upplever dagen när deras sida av planeten är vänd mot solen, och natten när den är vänd bort.

Jorden roterar runt sin axel — en rosa linje som går från den nordliga himmelska polen genom den sydliga himlapolen. Men den axeln lutar, i förhållande till planet där jorden kretsar runt solen. Eftersom lutningen förblir densamma hela året betyder det att nordpolen ibland kommer att pekas bort från solen, och vid andra tillfällen pekas mot den. Denna axiella lutning och vår planets rotation runt solen ger upphov till jordens årstider.

Tauʻolunga/Wikimedia (CC0) – Public Domain

Axeln som jorden snurrar runt lutar i förhållande till det plan som vår planet färdas runt solen på. Detta ger upphov till våra årstider. Denna lutning ändras aldrig. Istället, när jorden tar sin årliga resa runt solen, kommer nordpolen att peka något bort från solen under vintern och mot solen på sommaren. När nordpolen lutar bort från solen blir dagarna på norra halvklotet kortare och kallare. Det är vinter. Ett halvår senare kommer den lutningen att peka mot solen igen. Nu upplever norra halvklotet längre, varmare dagar — sommar.

Avståndet norr eller söder om ekvatorn beskrivs i grader. Ekvatorn är på noll och nordpolen på 90°. Polcirkeln är 66° nordlig. Norr om den linjen tittar solen inte ens över horisonten under åtminstone en del av vintern. Det här är polarnatten.

Gryningen kommer inte att bryta upp igen tills toppen av jordens lutning igen börjar komma runt mot solen. Ju längre norrut du kommer, desto längre tid tar det. På 67° norr ligger Kiruna, Sverige strax ovanför polcirkeln. Dess polarnatt varar i 28 dagar. På Svalbard, Norge, vid 78° nord, sträcker sig natten över 84 dagar i rad. På själva nordpolen stiger solen inte över horisonten på 179 dagar. Det är nästan sex månader!

Forskare brukade tro att denna månaderslånga natt var tyst, mörk och i princip död, konstaterar Jørgen Berge. Den här marinbiologen arbetar vid universitetet i Tromsø i Norge. Där studerar han livet i havet.

”Vi har ett uttryck på norska”, säger Berge: När fiskare inte kan fånga någon fisk är det för att det finns ett “svarta hav” eller “mörkt hav”. Termen “hänvisar till en mörk plats där det inte finns någon biologisk aktivitet”, förklarar han. “Det är en bra beskrivning av hur vi brukade tänka på polarnatten.”

Men inte längre.

Tiny bor i natt

Ljus föder liv. Utan solljus kan växter inte utföra fotosyntes — producera energi från solljus och vatten. Växternas primärproduktion utgör basen för de flesta ekosystem. Växter växer och ger mat åt djur, som ger mat åt andra djur. Och så vidare. För forskare framstår alltså mörkret som en affär. . Hon är marinbiolog vid Norges teknisk-naturvetenskapliga universitet i Trondheim. “Växttillväxt, alger, hela systemet är baserat på denna produktion.” Så forskarna antog att utan dagsljus saktade livet av och nästan stannade.

Men Berge, Båtnes och deras kollegor har hittat små varelser som kallas plankton virvlande i det mörka havet. Växtplankton (FY-toh-plank-ton) — små havsorganismer som gör mat från solen — är inte aktiva. Men zooplankton (ZOH-plank-ton) — små djur som äter annat plankton — låt inte mörkret få ner dem.

Forskare säger: Copepod

När det finns en regelbunden dag/natt-cykel under en period av 24 timmar, kallas horder av små djurplankton copepods (KOH-puh-podz) använder solen för att tajma sin träning. Dessa små kräftdjur cyklar upp och ner i vattnet i ett mönster som kallas diel (Di-EEL) vertikal migration

. På dagen går de små djuren ner på djupt vatten. På natten stiger de tillbaka till ytan.

Dessa dagliga varv är en fråga om överlevnad för djurplanktonet. Men detta gör dem också till en pålitlig källa till mat som är “riktigt attraktiv för rovdjur”, konstaterar Båtnes. “De är fulla av fett”, förklarar hon – “som energibarer.” På djupa vatten under dagen, konstaterar hon, är copepoder svårare för rovdjur att se. På natten är det säkrare för de flytande energibarerna att komma till ytan och livnära sig på växtplanktonet där.

Liten men mäktig, det här är en copepod — en av de många små djurplankton som håller det arktiska näringsnätet igång genom den långa vinternatten.

Epipelagic/Wikimedia Commons (CC BY-SA 3.0)

När det inte finns något solljus – som under den arktiska natten – kan det tyckas som att copepoderna borde sjunka och ligga lågt. Det finns inget att äta, så det är vettigt för plankton att undvika rovdjur. Men det arktiska mörkret stoppar inte dessa djur.

Berges första ledtråd? Planktonbajs. Han och hans kollegor satte ut en fälla för att fånga upp partiklar vid vattenytan under polarnatten. När de drog in fällan hittade de massor av planktonavföring. Och där det finns planktonbajs, konstaterar Berge, måste det finnas plankton. Detta innebar att copepoderna fortfarande cyklade upp och ner i vattnet, även när solen inte syntes.

Faktum är att polarnatten inte är kolsvart. “För det mänskliga ögat är det mörkt”, säger Berge. Men ju mer tid du spenderar i mörkret, desto mer märker du vilket ljus det finns. Månen är fortfarande kvar och avger ett svagt sken. Vissa små varelser skapar sitt eget ljus, kallat bioluminescens. Och det finns norrsken — svaga atmosfäriska ljus som uppstår när partiklar från solen kolliderar med gas i jordens atmosfär.

Planktonet behövde inte solen , insåg Berge. När solen gick, anpassade de små djuren sina rörelser till månens uppgång och nedgång. Berge och hans kollegor publicerade sina resultat i tidskriften Current Biology 2016.

Månen ger inte mycket ljus. Men i Arktis räcker även det lilla. Båtnes och Berge visade. Copepoder, som de hittade för några år sedan, är så känsliga för ljus att de kan känna norrskenets sken — även från 120 meter (390 fot) under ytan.

I den arktiska vintern går solen ner — och går inte upp igen förrän vår. Varelser som lever nära Nordpolen är kvar med månen, stjärnorna och norrskenet, här ses som livfulla gröna band.

Swen_Stroop/iStockphoto Ledtrådar om nattlig torsk

Copepoder måste fortsätta simma, annars kommer de att hamna i ett fisksnack. Och de är en favorit bland polartorsken som Fortier spårade genom den mörka vintern 2007 och 2008.

Dessa torskar är viktiga eftersom få andra fiskarter strövar omkring de arktiska haven, konstaterar Fortier. I en tropisk plats som Röda havet, som skiljer Afrika och Asien, “bara två av 10 kommer att vara samma art. Men i Arktis kommer 99 procent att vara [polar] torsk”, förklarar han. “Det är en central art i näringsväven. De äter dessa små kräftdjur och äts i sin tur av rovdjur: marina däggdjur och havsfåglar.”

På sommaren, grunda områden i haven norr om Alaska och Kanada vimlar av fisken. På vintern blev vattnet dock tyst. Eller de verkade göra det. Var var alla fiskar och vad gjorde de? Fortiers team ville veta.

Dessa är polartorsk. Svärmar av dessa fiskar föder sälar, valar och mer i de höga arktiska haven. Under polarnatten fastnar de mindre torskarna på ytan medan de större dyker djupt — och försöker undvika hungriga sälar.

När de lyssnade på inspelningarna fick forskarna en överraskning. De spårade 184 olika låttyper under tre år. Det betyder att grönlandsvalar sjunger fler typer av låtar än vad många sångfåglar gör. Och varje pilbåge brukar sjunga bara en låt i månader åt gången. Så 184 låtar kan betyda att det finns fler grönlandsvalar där ute än forskare hade antagit, säger Kovacs – “om de inte ändrar sina röster.”

Serenaderna var speciellt lustiga i december och januari. “Det som chockade oss”, säger hon, var att de sjöng “där det var 100 procent istäcke under de flesta av dessa månader.” Med all den havsisen finns det inte många platser för en val att komma upp och hämta andan. Men valarna brydde sig inte. Det var dags för romantik. Kovacs och hennes kollegor publicerade sina resultat den 4 april 2018 i Biology Letters

.

Jag såg ett fartyg komma seglande i

Grönlandsvalar är utrotningshotade på vissa ställen. Det inkluderar platser runt Svalbard, Norge, där Kovacs studerar dessa valar. “Folk jagade dem nästan tills utrotning,” säger hon. De är “en av de största valarna i Arktis — enorma valar [with] välsmakande kött.”

Nu är djuren skyddade mot jakt. Men mörkret som skapar en fantastisk valdejtkväll är hotat. Människor flyttar norrut och tar med sig ljud och ljus.

Förklarare: Hur forskare vet att jorden värmer

Ett ännu större hot är klimatförändringarna. När världen värms upp är det kyliga Arktis inte riktigt lika kyligt längre. Havsis täcker området mindre av varje år. “Den [sea ice] reträtten på våren inträffar tidigare, och frysningen sker senare i nästan varje region”, förklarar Donna Hauser. Hon är marinekolog vid University of Alaska i Fairbanks och studerar havsmiljön. Om isen fortsätter att smälta i nuvarande takt, förutspår forskare att inom några decennier kanske inte ens Nordpolen är islåst hela vintern.

En grönlandsval simmar genom arktiska vatten. Kit Kovacs och hennes team lyssnade på mer än 184 sånger från grønlandvalar under tre år.

Kit Kovacs

Det finns redan öppet vatten mer av året nu. Och öppet vatten är mer benägna att föra människor och fartyg i kontakt med varelserna som lever där. Hauser och hennes kollegor tittade på vart fartyg färdas när isen är borta, och vilka djur som lever nära dessa farleder. De ville förutsäga vilken art som skulle drabbas mest om sjöfarten ökade.

Landbaserade djur, som isbjörnar, skulle inte bli alltför besvärade av massor av sjöfart, fann Hauser och hennes kollegor. Men valar som pilhuvuden och narvalar skulle troligen göra det. “De är arter som är beroende av ljud,” förklarar Hauser. Ljudet från fartyg kan störa hur djuren kommunicerar. Eller så kan fartygen träffa valarna och skada eller döda dem. Hauser och hennes kollegor publicerade sina förutsägelser den 2 juli i Proceedings of the National Academy of Sciences

.

Fartyg är främst ett problem under sommaren och hösten, när Arktis får mycket sol. Men andra typer av förändringar kan dröja sig kvar.

Mindre is kan innebära fler turister och andra besökare, säger Kovacs. När människor flyttar in till ett nytt utrymme tenderar de att stanna kvar. Och deras ljus stannar hos dem.

Lyser upp natten

Fartyg, oljeriggar och även vetenskapliga forskningsfartyg för med sig “ljusets katedraler” in i den arktiska natten. Forskare är inte säkra på hur det kommer att påverka djur som är så vana vid att leva i kolsvart.

Tenedos/iStockphoto För känsliga varelser som Berges plankton gör även lite extra ljus stor skillnad. Faktum är att forskare kan ha förbisett mycket av livet i Arktis – eftersom de tittade med ljus.

Berge och hans team släppte ett litet, fjärrstyrt fordon , eller ROV, från deras forskningsfartyg för att spåra plankton. När ROV:en var långt från huvudfartyget, fick den upp svaga ljud, som den skickade tillbaka till forskarna på huvudfartyget. I dessa ljud upptäckte forskarna enorma mängder plankton som vandrade upp och ner genom vattnet. Det var långt, mycket fler än Berge någonsin hade förväntat sig. Men när fordonet kom tillbaka mot det starkt upplysta skeppet försvann planktonet.

Flykte de från skeppets ljus?

För att testa detta lät Berge forskningsfartyget stänga av alla ljus. (“Kaptenen var inte nöjd med att vi var tvungna att släcka alla lampor när vi var tvungna att ta ett prov”, säger han.) Visst, sensorer på fartyget plockade nu upp stigande och fallande horder av plankton. Men planktonet sprang iväg så fort ljuset tändes igen.

Dessa resultat visar att även vetenskapens ljus kan störa den känsliga aktivitetscykeln i Arktis natt. Berge och hans grupp publicerade sina resultat den 10 januari 2018 i Science Advances

.

Klassrumsfrågor

Vi kanske borde tänka efter två gånger innan vi tänder den arktiska natten, säger Berge. “Polarnatten är en viktig del av många organismers livscykel”, påpekar han. “Det är inte bara en övergångsperiod mellan höst och vår.”

Forskare kanske vill lära sig mer om den arktiska natten, och folk kanske vill besöka. Men organismer som lever i den arktiska natten kanske bara föredrar att vi lämnar dem i mörkret.

Be the first to comment

Leave a Reply

Your email address will not be published.


*