Da forskningsskipet Lance frøs fast i drivisen

I nesten seks måneder driftet Lance med isen nord for Svalbard, fra skipet ankret opp ved isflak på 83° nord i januar til det klappet til kai i Longyearbyen på forsommeren.

Underveis, gjennom den arktiske vinteren og våren, fordypet forskere seg i klimaprosessene som foregår i og rundt den arktiske havisen.

Nå er det blitt bok av ferden. I «Going with the floe» fortelles historien om N-ICE2015-ekspedisjonen, som regnes som en av de største ekspedisjonene som Norsk Polarinstitutt noensinne har gjennomført.

Forskere fra mange land og fagfelt deltok på ekspedisjonen, i tillegg til et omfattende logistikkapparat knyttet til sikkerhet, drift, støtte og ingeniørarbeid.

Store mengder forskningsdata ble samlet inn, som så langt har resultert i over 70 fagfellevurderte artikler og flere titalls datasett.

Dykker ned i klimaspørsmålene

Målet med N-ICE2015 var å samle data som skulle bringe ny kunnskap om den krympende havisen, undersøke hva som forårsaker smeltingen og hvordan det påvirker vær, klima og artene som lever tett på havisen.

Problemstillingene er høyaktuelle. Siden de første satellitt-målingene av havisen ble gjort i Polhavet i 1979, har isen smeltet i et urovekkende høyt tempo. Innen 2030 kan sommerhavisen i Arktis forsvinne, om klimaendringene ikke avtar i styrke.

Ifølge de siste klimarapportene fra FN er det lite som tyder på at oppvarmingen av kloden er på retur.

Isen knakk

Da skipet første gang ankret opp ved isflaket nord for Svalbard, satte forskergruppene straks i gang med å installere instrumenter på isen. Dette var utstyr som skulle brukes for å gjøre undersøkelse av atmosfæren, snøen, isen og havet, i forkanten av driften sørover.

Forventningen var at skipet skulle drive med isflaket de neste månedene, forteller N-ICE-prosjektleder, og nå forskningsdirektør, Harald Steen. Men i midten av februar knakk isen opp, etter kun seks uker. Det var bekmørke og 30 minusgrader ute.

– Plutselig handlet alt om å redde utstyret fra å gå på havet. Det var ingen lett oppgave, men vi sto på og klarte å samlet inn alt av utstyr, sier Steen.

Skipet klarte å komme seg tilbake inn i isen, til 83° nord, ved god hjelp fra Kystvakta. Hele fire ganger gjentok dette seg.

Vel tilbake i isen fortsatte arbeidet, i det som viste seg å være en svært dynamisk is.

Snøen tynget

Forskerne arbeidet i et arktisk havissystem som var veldig annerledes enn for få tiår siden. Isen var tynnere, og fokuset var rettet mot å finne ut hvordan den tynne pakkisen oppfører seg.

Et av tegnene på de store endringene som finner sted i deler av Arktis er økningen av snø på havis. Nesten en halv meter snø på isen ble et vanlig syn under store deler av ekspedisjonen med Lance, forteller Steen.

– Nå i ettertid vet vi at det var store mengder fuktig luft som ble transportert fra lengre sør som la seg som snø på havisen. Dette viser at observasjoner som er gjort for eksempel på pakkisen lengre vest i Polhavet ikke alltid er representativt for hva som skjer i andre deler av Arktis. Vi mangler ganske enkelt gode observasjoner i Atlanterhavssektoren.

Snø isolerer isen fra den kalde atmosfæren og reduserer veksten i istykkelse. Under toktet så forskerne tydelig effekten av dette.

– Til tross for at temperaturen falt ned til -40°C, så vi knapt noen vekst i istykkelse i løpet av vinterhalvåret på flerårsis der det var mye snø, sier Steen.

Antarktisfisering

Senere i sesongen når solen er tilbake i Arktis, vil snøen reflektere store deler av solens energi tilbake til verdensrommet. Dette vil forsinke smeltinga av isen.

– For å komplisere saken ytterligere vil store mengder snø tynge den tynne isen slik at den synker og oversvømmes. Overflatevannet kan i sin tur fryse sammen med snøen og dermed øke veksten av istykkelsen fordi den fryser på øversiden og ikke på under siden.

Fenomenet er svært vanlig i Antarktis hvor det mye snø på isen og et tynnere isdekke som smelter helt om sommeren.

Steen forteller at funn fra N-ICE2015 peker på at også det tynnere isdekket i Arktis blir utsatt for de samme prosessene, og at snøens rolle er viktigere enn før.

Vinterstormer knakk opp isen

Siden 1980-tallet har varmeperiodene i Arktis blitt over dobbelt så mange og de varer betydelig lengre, viser forskning fra ekspedisjonen.

Og med varmeperioder følger det også flere stormer. Disse stormene blåser varm vind fra sør, for det meste luft fra Atlanteren og inn i Polhavet.

N-ICE-ekspedisjonen ble flere ganger råket av heftige vinterstormer. Det skapte logistiske utfordringer i arbeidet på isen, men resulterte også i viktig forskningsdata.

– Vi fikk unike observasjoner fra flere vinterstormer siden vi befant oss akkurat der hvor disse stormene treffer i Arktis, det er sjelden noen har samlet slik data fra denne årstiden, sier havisforsker og vitenskapelig leder av ekspedisjonen, Mats Granskog.

Fra -40 til 0 på en dag

Stormene forårsaket ødeleggelse, brøt opp isflak, flyttet rundt på is, men førte også til at det ble transportert varmt atlanterhavsvann fra dypere vannlag som smeltet isen fra undersiden. Med stormene fulgte det kraftige snøbyger og i noen tilfeller økte temperaturen fra -40 til null grader i løpet av en dag.

– Vi mener at stormene som stadig oftere skjer i Polhavet nå enn for få tiår siden, har en langvarig innvirkning på is- og havsystemet i Polhavet, sier Granskog.

Tidlig vår

I den delen av Arktis der Lance driftet, er havet dekket av is hele vinteren. Når isen slipper taket, blir det arktisk vår med voldsom produksjon av ulike arter. Først og fremst dukker det opp planteplankton, som er en samlebetegnelse på flere typer mikroskopiske alger i havet.

De fleste planteplankton har en viktig klimafunksjon fordi de tar opp karbondioksid (CO2) fra lufta og bidrar slik til å fjerne noe av klimagassen fra atmosfæren.

Planktonet som ikke blir spist av andre organismer, dør og synker ned til havbunnen. Der begraves de og lagrer karbon i uoverskuelig framtid. Havbunnen er derfor et gigantisk karbonlager.

Siden det var så mye snø på isen, som reflekterte nesten alt av sollys, forventet forskerne ingen tidlig algeoppblomstring.

Men allerede i mai observerte de oppblomstring under isen (ref. forskningsartikkel fra N-ICE2015) av planteplankton-flagellaten Phaeocystis pouchetii.

– Oppblomstringen kom som en overraskelse fordi det tykke snødekket på isen blokkerte det meste av sollys som er nødvendig for at planteplankton skal vokse, sier marinbiolog Philipp Assmy fra polarinstituttet.

Endringer i algesamfunnet

Årsaken til den tidlige algeoppblomstringen knyttet marinbiologene til havisens utvikling gjennom vinteren. Isen var tynnere enn hva havisforskerne forventet, og den økte ikke i tykkelse i løpet av vintermånedene.

I tillegg beveget isen seg mye på forsommeren, og etter hvert dannet det seg sprekker i den. Da sprekkene frøs til, ble det dannet ny is som ikke hadde så mye snø på toppen.

– Da kunne sollyset trenge ned til vannsøylen gjennom sprekkene eller nydannet is i sprekkene, og bidra til den store algeoppblomstringen vi var vitne til, forteller Assmy.

Den tidlige algeoppblomstringen var ingen god nyhet for klimaet. Tidligere har kiselalgen, Bacillariophyta, dominert i Polhavet og blomstret før Phaeocystis pouchetii. Men nå var kiselalgen forbigått av en mindre «klimavennlig» alge.

–Phaeocystis pouchetii synker vanligvis ikke til bunnen og har ikke den samme egenskapen som kiselalgen til å lagre karbon i havbunnen, opplyser Assmy.

Etter Lance

N-ICE2015 samlet inn store mengder med forskningsdata som også andre ekspedisjoner i etterkant har dratt veksler på. Den tyskledede MOSAiC-ekspedisjonen fulgte opp noen av forskningsspørsmålene som er basert på funn fra N-ICE2015, likedan det norske forskningsprosjektet Arven etter Nansen.

Lance har siden 2015 blitt solgt og erstattet av et mer moderne isgående fartøy, FF Kronprins Haakon. Helt siden 1994 hadde skipet virket i forskningens tjeneste i både Arktis og i Antarktis, og under Norsk Polarinstitutt sitt eie.

Lance ble sjøsatt i 1978, da som et kombinert fiske- og transportfartøy for polarhav før det etter noen år ble bygget om til et forsknings- og ekspedisjonsskip.