Göteborgsforskare på expedition i Antarktis

Elva forskare från Göteborgs universitet reste till Chile för att följa med isbrytaren Oden på Antarktisexpedition till Amundsenhavet. Fyra projekt om allt från koldioxidflöde, halokarboner och kvicksilver till sälarnas hälsa och havsströmmarnas påverkan på isen stod på programmet.

När isbrytaren Oden lämnade Punta Arenas i Chile den 8 december 2010 för Southern Ocean Expedition 2010-2011 fanns kemister, geovetare och marinekologer från Göteborgs universitet med ombord.

Vetenskaplig expeditionsledare var Katarina Abrahamsson, professor i analytisk och marin kemi vid Göteborgs universitet, som har många Antarktisresor bakom sig.

Forskarna fördelade sig på fyra olika projekt, som alla finansieras av Vetenskapsrådet, med stöd från Polarforskningssekretariatet. Ett projekt är dessutom delfinansierat av den svenska Rymdstyrelsen. Mätningar och provtagningar kommer huvudsakligen att göras i Amundsenhavet.

• Koldioxidsystemet i havsis, snö och hav
• Cirkulation av varmt havsvatten och smältvatten från glaciärer i Amundsenhavet - Rosshavet, västra Antarktis
• Parasiter och smittohärdar hos antarktiska sälar
• Kopplad biogeokemisk cycling av halokarboner och kvicksilver
   

Koldioxidsystemet i havsis, snö och hav

Melissa Chierici, Agneta Fransson och Anders Torstensson

I projektet ”Jämförelse av koldioxidsystemet och hav-atmosfärsflöden i polynior med motsatta havsistrender i västra Antarktis” ska forskarna studera de processer som styr koldioxidflödet mellan hav, is och luft. Arbetet delas upp på de biologiska och fysiska processer inne i havsisen som påverkar gasutbytet.

Melissa Chierici och Agneta Fransson fokuserar på att undersöka själva koldioxidsystemet; gasutbytet av CO2 och effekter av ökande CO2 halter i havet. Det blir provtagning av is, snö, vatten och luft med mätningar ombord med ett flertal instrument. Forskarna gör också provtagningar i vattenmassan för att studera de processer som styr luft-hav utbytet av CO2 samt de effekter en förhöjd CO2 i södra ishavet får i form av havsförsurning.

Anders Torstensson kommer att fokusera på biologiska processer som sker i havsisen. Syftet är att förstå vilken roll alger och bakterier som lever inuti isen spelar i transporten av koldioxid genom havsis. I samband med processer som konsumerar eller producerar koldioxid (fotosyntes och respiration) kan transporten av koldioxid påverkas. Detta kan på så sätt driva ett ökat flöde av koldioxid mellan atmosfär och hav, och så småningom lagras stora mängder av den utsläppta koldioxiden i haven istället för att stanna kvar i atmosfären. Detta är ett viktigt hänsynstagande när man försöker förstå sig på klimatet och klimatförändringar.

Melissa Chierici genomför dessutom ett delprojekt som finansieras av Rymdstyrelsen. Genom att använda satellitobservationer av havets yta, får hon uppgifter om till exempel biologisk produktion, temperatur och vindar över havsytan. Tillsammans med fartygsbaserade mätningar på ytvattnets koldioxidhalt, klorofyll och temperatur används dessa data för att skapa ekvationer (algoritmer) för att via satellitövervakning kunna beräkna ythavets halt av koldioxid. Resultatet är särskilt betydelsefullt för de hav där man har få observationer, som Söderhavet och Södra ishavet.

Mätningarna i projektet görs huvudsakligen i Amundsenhavet utanför västra Antarktis, där har man sett ett minskande istäcke under senaste 20 åren. Sedan jämför vi med Ross havet där man sett motsatta trender.

I projektet ingår även Kim Currie från Institutionen för kemi vid University of Otago, Nya Zeeland.

Exempel på frågor som forskarna försöker besvara

• Vad är istäckets roll i havets utbyte av koldioxid?
• Vilka processer i havsisen påverkar transport av koldioxid mellan luft-is-hav?
• Hur mycket styr biologin (bakterier och isalger)?
• Hur ser flödet ut i olika typer av is (flerårsis, landfast is, smältande is osv)?

Cirkulation av varmt havsvatten och smältvatten från glaciärer i Amundsenhavet - Rosshavet, västra Antarktis

Anna Wåhlin och Lars Arneborg

Inlandsisarna på Antarktis byggs på successivt av snö som ackumuleras. Detta balanseras av att is exporteras av glaciärerna som långsamt rör sig ner mot havet. Där bildas flytande glaciärtungor, så kallade shelfisar, som kan ha en tjocklek upp emot 1 000 meter. Observationer under senare år har visat att shelfisarna i Västantarktis blir tunnare och rör sig snabbare än tidigare. Antarktis omges av en relativt varm vattenmassa, som kallas cirkumpolärt djupvatten. En trolig orsak till förtunningen av shelfisarna är att de smälter underifrån på grund av att detta varma vatten cirkulerar in under isen.

Därför ska forskarna nu studera cirkulationen av cirkumpolärt djupvatten in i Amundsenhavet, ett ganska grunt område beläget utanför flera av de Västantarktiska shelferna. De hoppas att kunna följa hur det varma havsvattnet tränger in över shelfen i olika djuprännor som finns där. De kommer att använda CTD, ett instrument som sänks ner i vattnet och mäter salthalt, temperatur och syrgashalt på olika djup. CTD kommer att tas både från båten och ute på havsisen, det senare med hjälp av helikopter. Dessutom kommer de att mäta vattnets strömhastighet med en akustisk strömmätare.

Forskarna vid Göteborgs universitet har också en mätboj stående i en djupränna på en shelf i Amundsenhavet. Den har mätt strömhastighet, temperatur och salthalt under nästan ett års tid. Bojen ska nu hämtas upp, vittjas på data och sättas tillbaka för ytterligare ett års mätningar. Genom de data som hämtas in kommer forskarna att få en uppfattning om hur årstidscyklerna ser ut i havscirkulationen. Med på Oden har de en ny mätboj, som kommer att placeras ut på en annan position i djuprännan.

Projektet leds av Göran Björk, professor i oceanografi, som sitter kvar på Institutionen för geovetenskaper, Göteborgs universitet.

Exempel på frågor som forskarna försöker besvara

• Hur ser årstidsvariationerna i havet ut?
• Vilken väg tar vattnet in mot shelfisen?
• Hur mycket varmvatten transporteras in under shelfisen?

Parasiter och smittohärdar hos antarktiska sälar

Karin Hårding

Hur mår egentligen sälarna på Antarktis? Det ska forskarna ta reda på genom att undersöka vilka parasiter, virus och bakterier som finns i Antarktis sälpopulationer. Vissa parasiter och sjukdomar har funnits med sälarna i miljoner år, som den specialanpassade sällusen. Andra har invaderat senare, som valpsjuka som fördes ner till Antarktis då människan tog med sig slädhundar på 1950-talet. Valpsjukan (CDV) startade epidemier av massdöd, precis som den svenska så kallade säldöden i slutet av 1980-talet. Nu har emellertid sälarna i Antarktis slutat dö i sjukdomen, antagligen för att de sälar som har ett immunförsvar som snabbare bekämpar CDV har gynnats.

Överlevarnas barn har också ett mer välanpassat immunförsvar.
En annan viktig del av projektet är själva kartläggningen av smittämnen i sälpopulationerna i Antarktis. Det kan hjälpa forskarna att räkna ut hur sjukdomar sprids och bättre förstå hur känsliga sälpopulationerna är. De ska därför ta prover på så många sälar som möjligt, genom att bedöva dom lätt (inte söva ner helt). Forskarna kommer sedan och sedan tar vi blodprov, vi luskammar dom, vi tar bakterie och virusprov både bak och i nosen, vi klipper lite päls till kvicksilveranalys, en biopsi för miljögiftsanalys och DNA. Sälarterna det gäller är främst krabbätarsäl (som äter räkor (krill)) men också Wedellsäl (Antarktis svar på vår vikaresäl) och den sällsynta Rosssälen. Någon leopardsäl kan det också hända att vi fångar. Då blir det spännande att ta nosprovet.

I projektet ”Dynamik och evolution av epidemiska sjukdomar hos antarktiska och arktiska sälar” ingår även forskare från Köpenhamn, Jonas Teilmann, och Stockholm, Olle Karlsson. Tero Härkönen på Enheten för miljögiftsforskning, Naturhistoriska riksmuseet, ingår i projektet men stannar kvar iland.

Exempel på frågor som forskarna försöker besvara

• Hur har sälarnas immunförsvar förändrats genetiskt?
• Vilka smittämnen har tagit sig ner till Antarktis?
• Vilka åldersklasser av sälar är infekterade?

Kopplad biogeokemisk cycling av halokarboner och kvicksilver

Katarina Abrahamsson, Katarina Gårdfeldt, Niklas Forsgard och Anna Granfors

Halokarboner är en samling växthusgaser som produceras i marin miljö. Kvicksilver släpps ut vid förbränning av kol i kolkraftverk och sprids med vindarna över hela jordklotet. I polarområdena deponeras ansenliga mängder, antagligen flera hundra ton kvicksilver varje år. Under expeditionen kommer de därför att ta prover för att kartlägga kvicksilver i luft, havsvatten och is.

I projektet ”Kopplingen mellan halogenerade kolvätens och kvicksilvers biogeokemiska kretslopp i Södra oceanen” undersöker forskarna hur dessa gaser samspelar och hur den globala uppvärmningen kommer att påverka dels produktionen av halokarboner i havsvatten, dels depositionen av kvicksilver i marin miljö. Under Antarktisexpeditionen kommer de också att studera hur marknära ozon är kopplat till dessa processer.

I projektet ingår även Sarka Langer på Svenska Miljöinstitutet, IVL, som ska delta i arbetet med att mäta ozon och kvicksilver.
 

Exempel på frågor som forskarna försöker besvara

• I vilken omfattning omvandlas kvicksilver i luft, vatten och is till former som har betydelse för att kunna tas upp av djurlivet?
• Hur mycket av det kvicksilver som har fallit ned kommer att återemitteras till luften igen?