GoNorth – Dag 13, 9. desember

For en natt det har vært! Etter at vi hentet opp fortøyningen i går, gikk vi rett videre til den første av tre stasjoner for sedimentkjerner i den sørlige skråningen av Sophia-bassenget. Derfra fulgte vi en seismisk profil som tok oss helt frem til iskantsonen.

Når sedimentene setter oss på prøve

Jeg våget ikke å nevne det tidligere i frykt for å jinxe forskernes hell (det er rart hvordan livet om bord kan gjøre hvem som helst litt overtroisk), men sedimentprøvetakingen så langt på dette toktet har vært usedvanlig god. Hver eneste multicorer som har gått i vannet siden starten av turen og frem til i går kveld, har kommet opp med fire fine kjerner av høy kvalitet. Det sier mye om ferdighetene til teamet – men litt flaks spiller nok også inn.

I natt tok imidlertid lykken slutt. To ganger senket teamet multicoreren ned ved den første stasjonen i Sophia-bassenget, og to ganger kom den opp igjen tom. Dette skjer som regel når havbunnen er for hard eller for grusdominert til at rørene klarer å trenge ned. Systemet er rent mekanisk og avhenger av vekt, så det finnes ingen måte å «dytte hardere» på – og man vet først at det har mislyktes når multicoreren er tilbake på dekk.

Multicoreren kommer tilbake fra havbunnen – helt tom.

Heldigvis lå denne første stasjonen relativt grunt, på under 200 meters dyp. Det betyr at hvert forsøk ikke tar så lang tid; jo dypere havbunnen er, desto lengre tid bruker vinsjen på både ned- og opptur. En operasjon som tar bare noen minutter på 150 meters dyp, kan ta godt over en time når vi jobber på 3000 meter.

Til slutt, etter å ha studert sensorbildene av havbunnen, valgte teamet å flytte skipet til en litt annen posisjon og prøve igjen. Og da lyktes det! Multicoreren kom opp med gode kjerner.

Disse kjernene er særlig interessante for Helen Latting (UiB) og veilederen hennes, Ulysses Ninnemann (UiB). De er tatt langs en transekt i den sørlige skråningen av Sophia-bassenget, nord for Svalbard, og skal brukes i paleooseanografiske studier: ved å se på størrelsen på sedimentkornene kan forskerne si noe om hvordan strømmene i området har variert gjennom tid. Mer presist forsøker de å koble styrken på vannmassene som strømmer inn fra Atlanteren til tidligere perioder med brå klimaendringer.

Et sett med kjerner er nettopp kommet på dekk, og Helen Latting (UiB) er i full gang med å prosessere dem i laben. Ett av de første stegene, som hun gjør her, er å måle lengden.

Enda en vellykket gravity core kommer tilbake på dekk. Igjen: det er vanskelig å overdrive hvor godt sedimentprøvetakingen har fungert på dette toktet. Forskerne er svært fornøyde både med antallet prøver og med kvaliteten. På bildet: Steffen Jørgensen (UiB) holder i prøvetakeren mens Dag Inge Blindheim (NORCE) spyler.

Ingvild Aarrestad (UiB) tar en kjerne ut av multicoreren, med Dag Inge Blindheim (NORCE) i bakgrunnen.

Kjerneopptaket ble avsluttet midt på natten, like før klokken fire, og ble umiddelbart fulgt av starten på neste seismiske linje.

Kronprins Haakon i isen (bildetatt for noen dager siden).

Seismikk i isen: en arktisk ekstremsport

Seismikkteamet var allerede på dekk klokken tre om natta, klare til å sette streamer og luftkanon i vannet og starte på dette toktets tredje linje, som følger Sophia-bassenget nordover og krysser en av de to lite kjente sjøfjellene i området.

I teorien er denne seismiske linjen helt lik den forrige når det gjelder datainnsamling. I praksis gjør is og bitende kulde det hele langt mer krevende.

Den første utfordringen kom tidlig da det ble oppdaget at uttaket fra skipets kompressor, som munner ut på dekk, hadde blitt tettet av is. Dette er en velkjent bieffekt av komprimert luft: Temperaturen stiger inne i kompressoren, og luften kan holde på mer fuktighet. Når denne varme, fuktige luften møter et kaldt rør ved -20 °C, kjøles den raskt ned. Fuktigheten kondenserer, og kondensvannet fryser. Resultatet: en ispropp i røret.

Løsningen var å bruke varmt vann på utsiden av røret for å smelte isen. Deretter kunne den seismiske linjen settes i gang.

Å sette ut streamer og luftkanon er en flertrinns og presis operasjon, ledet av Per Trinhammer (Aarhus Universitet) og utført i tett samarbeid med mannskapet, koordinert av Andreas Wolden (HI).

Sigurd Andersen og Thomas Funck (begge GEUS) gjør de siste forberedelsene på streameren før den settes ut. Fordi vi skulle operere i is, var streameren denne gangen 200 meter lang – mot 500 meter på forrige linje.

Å ta seismikk mens skipet går i is kan være risikabelt; isblokker kan kastes bakover og skade luftkanonen eller streameren. Heldigvis var det i dag mer snakk om å skyve isen til side enn å faktisk bryte den, og datainnsamlingen gikk fint.

Måneskinn og pannekakeis – såkalt fordi de små, nyfrosne isflakene ligner flytende pannekaker.

Studie av mikrober som lever uten oksygen

En av de mange forskerne som var interessert i gravity core-prøven som kom opp fra Molloydypet for to dager siden, var Petra Hribovšek (UiB). Hun er interessert i mikroorganismer involvert i omsetningen av hydrokarboner her, i miljøer som metanutslipp fra havbunnen og hydrotermiske kilder. Mikroorganismene i disse områdene «spiser» metan og bidrar dermed til å redusere metanutslipp. Slike mikroorganismer finnes også mange andre steder, som i permafrost, myrer, ferskvannssedimenter og til og med i tarmmikrobiomer, så forståelsen av metanmetabolismen er relevant overalt.

For å forstå hvordan mikrobene lever og hvor mangfoldige de er, undersøker Petra mikrobenes DNA i sin helhet. Slik kan hun se hvordan de får og bruker energi, hvilke tilpasninger de har, og hvordan de har utviklet seg.

Hun kombinerer dette med mikroskopi for å observere samspillet mellom mikroorganismer i miljøet.

For å studere mikroorganismers biologiske egenskaper på nært hold og bedre forstå deres roller i økosystemer, er det nødvendig å sette opp anrikningskulturer. Det innebærer enkelt og greit at man isolerer én type mikrobe og tilrettelegger for at den kan vokse. Disse anrikningene er av stor interesse for Ida Helene Steen (UiB) – som ikke er på forskningstoktet, men er i kontakt fra land – og som studerer disse mikroorganismene med spesielt fokus på metanoksiderende arker.

Arker er encellede mikroorganismer som skiller seg fra bakterier både i genetisk sammensetning og biokjemiske egenskaper. Tradisjonelt regnes de som ett av tre domener i livets tre (bakterier, arker og eukaryoter – som inkluderer planter, sopp, dyr og mennesker). Men nyere forskning viser at eukaryoter utviklet seg fra en undergruppe av arker.

Petra tilhører Idas forskningsgruppe som har fra de DNA-studiene vi nevnte over oppdaget hittil ukjente metanforbrukere i disse områdene. De har klart å anrike noen av dem fra hydrotermiske områder (områder med varme kilder) som Loki’s castle, Mohn’s Treasure og Jøtul. Nå utvider de søket etter disse mikroorganismene til nye lokaliteter som Molloydypet og andre metanrike steder under dette toktet.

Anrikningen kan ikke foregå på toktet, men Petra sørger for de første etappene, som er å stabilisere prøvene slik at arbeidet kan fortsette i et laboratorium på land.

Siden mikrobene hun jobber med kan skades av oksygen, må Petra arbeide både raskt og presist når kjernene åpnes. For å bevare prøvene i et miljø som ligner forholdene de kommer fra, tar hun umiddelbart ut delprøver og overfører dem til glassbeholdere som på forhånd er skylt med nitrogen, slik at mest mulig av oksygenet blir fortrengt. Deretter tilsetter hun en nøye avmålt mengde natriumsulfid for å fjerne de siste restene av oksygen, samtidig som glasset skylles med enda mer nitrogen.

Petra Hribovšek (UiB) tar en delprøve fra kjerneprøven fra Molloydypet.

Hun overfører raskt delprøven til en glassbeholder som er skylt med nitrogen for å holde oksygennivået så lavt som mulig.

Vekstmediet som Petra tilsetter prøven etterligner sjøvann og inneholder resazurin, et fargestoff som blir rosa i kontakt med oksygen. Når fargen endrer seg, vet mikrobiologene at de må senke oksygennivået, for eksempel ved å tilsette natriumsulfid.

Hun tilsetter litt natriumsulfid for å fjerne resterende oksygen.

Prøven i sin vekstmedium med resazurin, som blir rosa i kontakt med oksygen. Etter hvert som natriumsulfidet gjør jobben sin, skal fargen gradvis blekne. Boblene på overflaten kommer fra nitrogen som pumpes inn i beholderen; over tid fortrenger gassen oksygenet og senker konsentrasjonen.

Alle foto: Daniel Albert (SINTEF)