GoNorth oppdaget nytt hydrotermisk felt mellom Svalbard og Grønland

Forfatter: Daniel Albert (SINTEF)

Forskere som deltok i GoNorth 2023-toktet har oppdaget et nytt hydrotermisk felt – et havbunnsområde med varmekilder – i Lenatrauet, en del av en midthavsrygg mellom Svalbard og Grønland.

Toktet fikk en vellykket avslutning tross en hendelse tidlig i reisen som førte til at skipet måtte dra til Tromsø for reparasjoner.

En langvarig leting

Forskningsfartøyet Kronprins Haakon brukte ni dager på å lete etter tegn på hydrotermisk aktivitet med en fjernstyrt undervannsfarkost (ROV) i Lenatrauet. ROV-en fant mange slike tegn: mineralforekomster produsert av hydrotemisk aktivitet, fauna som ofte finnes i disse områdene, og varmt vann som kommer ut av havbunnen.

Visse typer fauna er ofte funnet i nærheten av varmekilder. Til venstre for midten: de reke-lignende skapningene kalles for amfipoder. De krøllede trådene til høyre heter rørormer. Det hvite på bildet består sannsynligvis av en blanding av bakterier og mineraler – nok et tegn på hydrotermisk aktivitet. Foto: Ægir 6000/NORMAR/UiB

I begynnelsen var kildene som ROV-en fant av den skimrende typen; disse spruter krystallklart vann, noe som gjør dem synlige på video fordi de skaper en skimring i vannet, men er nesten umulige å se på vanlige bilder. Den hellige gral av hydrotermisk aktivitet er imidlertid den svarte skorsteinen: disse kildene spyler ut varmt vann (noen ganger så varmt som 400°C) som blir svart av kjemiske interaksjoner med bergarter under havbunnen.

De kalles skorsteiner fordi utstrømmingen av varm kjemisk belastet vann som kommer i kontakt med kaldt sjøvann skaper høye, skorstein-lignende strukturer. Forskerne fant flere utdødde skorsteiner under søket. Sent på kvelden, på det som skulle være toktets aller siste ROV-dykk, fant de en som var svært aktiv og anslått til å være så mye som 10 meter høy.

Like før ROV-en kom til skorsteinen filmet den denne strukturen laget av sulfider. Den hadde på seg et enormt antall amfipoder – små reke-lignende dyr som nyter den hydrotermiske varmen. Bilde: Ægir 6000/NORMAR/UiB

Storjubel på Kronprins Haakons konferanserom etter oppdagelsen av den svarte skorsteinen. På bildet: Maja Jæger (UiB), Sabina Strmic Palinkas (UiT), Håvard Stubseid (UiB), Rolf Birger Pedersen (UiB) og Eszter Sendula (UiT). Foto: Daniel Albert GoNorth/SINTEF

Bygger på tidligere funn

At det var hydrotermisk aktivitet i dette området (kalt Lucky Ridge) er noe som ble kjent i 2004. Den gangen hentet det tyske fartøyet Polarstern opp prøver med bunnskraper, og fant da sulfidholdige mineraler som tydet på hydrotermisk aktivitet. De registrerte også avvik i vannsøylen, som igjen antyder at det kommer varmt vann opp fra sjøbunnen.

Lucky Ridge er en undervannsfjellformasjon som strekker seg hele 1600 meter over bunnen av Lena Trauet. Dette er i nærheten av høydeforskjellen mellom toppen av Trollveggen og dalbunnen. GoNorth utforsket området nøye over flere dager. Forskerne fant flere aktive hydrotermiske kilder, og laget i tillegg et detaljert kart over sjøbunnen i området, ved bruk av ROV-en. Totalt ble over 100 prøver hentet opp (80 i Lucky Ridge-området). Disse skal analyseres i de kommende månedene, noe som vil kaste lys over feltets geologiske særegenheter.

En utdødd skorstein oppdaget under toktet. Den er uvanlig i formen, ifølge geologene om bord. Den er også omgitt av en relativt tykk manganskorpe, noe som tyder på at den har vært inaktiv en stund. Foto: Ægir 6000/NORMAR/UiB

– Ved første øyekast ser dette hydrotermiske feltet spesielt ut. Det har en del trekk som er annerledes sammenlignet med tilsvarende formasjoner andre steder i verden, sier toktleder Rolf Birger Pedersen.

Vi vil trolig lære mer om disse forskjellene ettersom forskerne foretar prøveanalyser de kommende månedene. Rolf Birger Pedersen forventer at området skal få mye oppmerksomhet fremover.

– Lucky Ridge består av mantelbergarter som vanligvis er dekket av jordskorpen, sier Pedersen. Kjemiske reaksjoner mellom mantelmineraler og sjøvann fører til dannelse av hydrogen. Hydrogen er en energikilde for noen typer mikroorganismer, som igjen er mat for høyerestående livsformer. Områdene som GoNorth nå kartlegger er derfor utmerkede for å studere samspillet mellom liv, vann, og mineraler.

Toktleder Rolf Birger Pedersen (UiB) i arbeid i ROV-ens kontrollrom. Foto: Daniel Albert GoNorth/SINTEF

Mikroskopbilde som viser rikelig kobbermineralisering. Dette antyder at temperaturen på de hydrotermiske væskene som skapte steinen oversteg 300°C. Mikroskopbilde: Sabina Strmic Palinkas (UiT)

Se GoNorth 2023s video

Skadet instrumentering

Den 10. juli, kun tre dager etter avreise fra Longyearbyen, ble toktet rammet av en uheldig hendelse. Et stålrør som holder et avgjørende posisjoneringsinstrument under skipets skrog ble bøyd da den ble truffet av is. Kronprins Haakon måtte dra til Tromsø for reparasjoner, i sakte fart, noe som reduserte forskningstiden med flere dager.

Reparasjonene ble utført raskt takket være god innsats fra skipets mannskap, med støtte fra Maritim Sveiseservice for kranoperasjoner, Fagdykk for dykkeoperasjonen som var nødvendig for å fjerne den bøyde stålstangen, og Kongsberg Support for rask levering av reservedelen til Tromsø.

Tunge isforhold

Uvanlige tunge isforhold – i alle fall sammenlignet med de siste årene – gjorde at skipet ikke klarte å nå Nansen- og Amundsen-bassengene, hvor noen forskningsaktiviteter vart planlagt. Selv det tyske forskningsfartøyet Polarstern, som er en tyngre, kraftigere isbryter enn Kronprins Haakon, slet under disse forholdene. Dette førte til at ekspedisjonen tilbrakte mer tid enn først planlagt i Lenatrauet.

Samarbeid med Polarstern

Selv om sjøisen dikterte hvor skipene kunne dra, ble det planlagte samarbeidet mellom det norske fartøyet Kronprins Haakon og det tyske fartøyet Polarstern gjennomført. ROV-en hentet opp en havbunns-seismometer som Polarstern ikke hadde klart å frigjøre fra havbunnen. Polarstern ga i sin tur koordinater til interessante områder i Aurora-feltet (der skipene møttes) og i Lucky Ridge-området.

Tysk forskningsskip Polarstern. Foto: Daniel Albert GoNorth/SINTEF

Et flerfaglig tokt

GoNorths mål er å utvide vår forståelse for Norges nabolag i Polhavet, fra havbunnen og undersjøisk geologi til sjøisen, via vannsøylen. Som sådan har en mangfoldig gruppe forskere og teknikere med ulike ekspertiseområder deltatt i toktet.

Katja Häkli (NORCE) tar en prøve fra den øverste delen av en sedimentkjerneprøve. Senere analyser vil vise hva slags DNA som finnes i den. Meningen med undersøkelsen er å lage en database over DNA i havbunnsedimenter, basert på prøver samlet inn fra mange forskjellige områder. Denne databasen skal på sikt brukes for å estimere hvor mye is det var i Polhavet under historiske klimaforhold. Tanken er at enkelte arter trives best med is, og andre uten. Eldgammelt DNA i sedimenter kan gi oss ledetråder på hvordan isforholdene på overflaten var i fortiden. Bilde: Daniel Albert GoNorth/SINTEF

Bjørn Runar Olsen (UiT) jobber i en liten lab helt nederst i skipet, på dekk 1. Her kommer det inn sjøvann via skipets rørsystem, som man kan ta prøver fra. Målet er å filtrere 500 liter med vann i en kapsel som akkumulerer spor for legemidler og produkter til personlig pleie. Kapselen er nå fryst ned og skal analyseres i en lab i Trondheim. Bilde: Daniel Albert GoNorth/SINTEF

Når to store isflak blir presset mot hverandre danner det seg skruis. Disse små fjellkjede-lignende strukturene kan observeres av satellitter utstyrt med diverse sensorer. Men hvordan kobler vi data fra en satellitt til realiteten på sjøisen? Og hvordan utvikler skruis seg i løpet av en smeltesesong? Det er disse spørsmålene Renée Mie Fredensborg Hansen (NTNU/DTU), avbildet over, og Alexandra Pliss (NTNU), avbildet under, forsøker å svare. Også på bildet over: Christian Katlein (AWI) og Nabil Panchi (NTNU). Bilde: Daniel Albert GoNorth/SINTEF

Alexandra Pliss og Oskar Gjesdal Veggeland (begge fra NTNU) måler en iskjernes temperatur. Bilde: Daniel Albert GoNorth/SINTEF

Yannick Kern (Norsk Polarinstitutt) måler en vannprøves salinitet i et av skipenes laboratorier. Vannets salinitet, sammen med dens temperatur, kan indikere hvor vannet kommer fra – om den kommer fra Atlanteren, for eksempel. Salinitet er spesielt interessant i Polhavet, fordi is som fryser frigjør salt i vannet. Vann som inneholder mer salt er tyngre, så den synker til bunnen, noe som gjør at det foregår en kontinuerlig syklus som hjelper til med å blande vannet fra forskjellige dybder, og ikke minst frakte næringsstoffer. Bilde: Daniel Albert GoNorth/SINTEF

Dette kartet viser alle steder der det ble utført målinger eller prøvetaking. Kartografi gjengitt fra GEBCO_2021 Grid, GEBCO Compilation Group 2021 (doi:10.5285/c6612cbe-50b3-0cff-e053-6c86abc09f8f), kartlayout av Yannick Kern (Norsk Polarinstitutt)

Neste stopp: Morris Jesup Rise

GoNorths tredje tokt er planlagt å starte i september 2024, med et mål om å utforske Morris Jesup Rise, som er en undersjøisk forlengelse av den nordlige Grønlandshyllen ut i Polhavet.

Se mer: GoNorth på Dagsrevyen

GoNorth ble omtalt i en nyhetssak av NRK, 18. august. Du kan se innslaget her: Unike havbilder.

Bilde: NRK

GoNorth – daglig rapport – dag 33, 7. august

Forfatter: Daniel Albert (SINTEF)

Da er ferden over! FF Kronprins Haakon ankom Longyearbyen i natt. Det ble en lang reise fylt med overraskelser og spennende resultater. Vi avslutter med et gruppebilde av forskerteamet og et oppsummerende kart.

Fremst: Renée Mie Fredensborg Hansen (DTU/NTNU), Alexandra Pliss (NTNU); neste rad: Daniel Albert (SINTEF), Nabil Panchi (NTNU); Sabina Strmic Palinkas (UiT); Yannick Kern (NP); Eszter Sendula (UiT), Christian Katlein (AWI), Oskar Gjesdal Veggeland (NTNU); bakerst: Eirik Siira (UiB), Ryan Portner (SJSU), Rolf Birger Pedersen (UiB), Eirik Valdar (UiB), Håvard Stubseid (UiB), Maja Jæger (UiB), Bjørn Runar Olsen (UiT), Ingunn Thorseth (UiB), Marius Bratrein (NP), Katja Häkli (NORCE), Eirik Hellerud (NP), Matthieu Labaste (CNRS-LOCEAN), Jonas Broberg, Karl Roger Loven, Fredrik Eskengren, Andreas Storebø, Bjørn Løfquist, Frode Evensen og Johan Sköld (ROV-team). Foto: Daniel Albert GoNorth/SINTEF

Dette kartet viser alle steder der det ble utført målinger eller prøvetaking. Kartografi gjengitt fra GEBCO_2021 Grid, GEBCO Compilation Group 2021 (doi:10.5285/c6612cbe-50b3-0cff-e053-6c86abc09f8f), kartlayout av Yannick Kern (Norsk Polarinstitutt)

 

GoNorth – daglig rapport – dag 32, 6. august

Forfatter: Daniel Albert (SINTEF)

I dag er FF Kronprins Haakon ut av isen, og på vei til Longyearbyen. Det har vært en dag med rydding og pakking før ankomsten i morgen tidlig. Enkelte har tatt seg en velfortjent pause etter mange dager på rad med arbeid. Senere i kveld skal vi plukke opp en havglider (en selvstendig undervannsdrone) som Geofysisk institutt ved UiB satte ut for en stund siden.

Foto: Daniel Albert GoNorth/SINTEF

Verdens første tokt?

Det var kanskje ikke et tokt i moderne forstand, men rundt 350 f. Kr. dro Pytheas fra Massalia (dagens Marseille, i Frankrike) på en lang reise nordover. På denne tiden var Massalia en gresk koloni.

Han utforsket en betydelig del av dagens Storbritannia og Irland, og laget den første skriftlige beskrivelsen av polarisen og midnattssolen. Han er også kjent for sin beskrivelse av Thule, “et sted langt mot nord” som han kom til. Thule ble beskrevet som en øy seks dagers seilas nord for Storbritannia, nær det frosne havet, og det ble sagt at Thule ikke hadde netter ved midtsommer når solen passerte gjennom krepsens tegn (ved sommersolvervet).

Det er ikke godt å si nøyaktig hvor Thule er, men Shetland, Færøyene eller Island har blitt nevnt som gode kandidater. I dag er ordet Thule forbundet med Grønland, som har en kommune med samme navn. Det er også navnet til Thulefolket, en forgjenger til de moderne inuitter.

Vi vet om reisen fordi Pytheas skrev en detaljert beretning – men han skrev ingen daglige rapporter som vi vet om.

GoNorth – daglig rapport – dag 31, 5. august

Forfatter: Daniel Albert (SINTEF)

FF Kronprins Haakon er fortsatt på vei sørover. Tidligere i dag ble det gjort en varmestrømmåling. Dette gjøres med et langt instrument som senkes ned i vannet til den går inn i sedimentlaget. Der måler den temperaturen på forskjellige dybder. Meningen er å måle hvor mye varme som kommer ut av jordskorpen.

Eirik Valdar (UiB) viser hvor lagringsdelen av varmestrømmåleren skal kobles. Hele instrumentet er 6 meter lang og veldig tung, for å kunne komme ned i sedimentlaget. Foto: Daniel Albert GoNorth/SINTEF

Metoden er godt kjent i geologi. Og varmestrømmålinger har faktisk en historisk kobling med hydrotermiske felt. Geofysikere på midten av forrige århundre gjorde beregninger for å forutsi hvor mye varme som skulle totalt komme ut av midthavsryggene. Varmestrømmålinger viste at det kom mindre varme ut av midthavsryggene enn beregningene viste.

Enten var beregningene feil, ellers så forsvant det varme et sted.

Det viste seg å være det sistnevnte som er sant. Varme forsvinner fordi sjøvann sirkulerer dypt i havbunnsskorpen, blir oppvarmet, strømmer oppover igjen og lager varmekilder på havbunnen.

Vikar på 82,5° N

Lill Kristin Lundemo hadde egentlig planlagt en rolig sommer på hytta i Meråker. Plutselig en søndag ringte søstera Monica Dalåmo med et uventet spørsmål: Kunne hun tenke seg å være med på tokt i fire uker?

Monica Dalåmo, til venstre, og søstera Lill Kristin Lundemo, til høyre. Foto: Daniel Albert GoNorth/SINTEF

Monica Dalåmo er en av fire arbeidere på skipet som sørger for at både mannskapet og forskerne har det bra – mat, rengjøring, vask av sengetøy. Jobben de gjør er grunnen til at forskerteamet klarer å jobbe lange dager; ofte 12 timer eller mer hver dag, hele uka.

Grunnen til at Monica ringte Lill Kristin var at FF Kronprins Haakon hadde akutt behov for en vikar. Hele lista ble oppringt, og alle hadde andre planer. For Lill Kristin kom dette på et bra tidspunkt. Hun hadde ingen andre planer, og 1. august startet hun ett års permisjon fra jobben som SFO-leder i Lørenskog.

– Dette her kan jeg ikke si nei til, sa Lill Kristin umiddelbart.

Hun presiserte dog at hun måtte ta et familieråd først. Familien hadde nok ingen motsetninger, siden hun sa ja bare noen timer etter å ha blitt spurt. Så var det bare å kaste seg rundt for å finne en sjømannslege og skaffe helseattest.

Det var mye å sette seg i de første dagene, sier hun. Men hun er strålende fornøyd med opplevelsen. Så fornøyd at hun skal bli med på et annet tokt igjen, i september.

Mirakelmannen

Jeg skjønner ikke helt hvordan det er mulig å fortsatt ha frisk salat hver dag etter så mange uker på havet. Stuevert Kenneth Reece forklarer at det har noe å gjøre med kjølerommet. Den er kaldere enn et vanlig kjøleskap, og har bedre luftsirkulasjon.

Så er Kenneth, i tillegg til å være en superkokk, en ekspert på det å få frukt og grønt til å vare lenge Ting som skal ha mer fuktighet skal på øverste hylla, og ting som trives bedre med lite fuktighet skal lengre ned. Så er en del av kunsten å følge med, sier han.

– Har man mye squash som man ser ikke kommer til å overleve mye lengre, lager man retter med squash, sier Kenneth.

Stuevert Kenneth Reece er i arbeid med å lage dagens middag. På lørdager er det alltid litt ekstra stas, og i kveld er det indrefilet. Foto: Daniel Albert GoNorth/SINTEF

Nestekommanderende på kjøkkenet er Jimmy Westberg. Her lager han en vegetarisk rett til en av forskerne. Foto: Daniel Albert GoNorth/SINTEF

GoNorth – daglig rapport – dag 30, 4. august

Forfatter: Daniel Albert (SINTEF)

Alt godt er verdt å vente på, sier uttrykket, og det var definitivt sant for geologene på dette toktet. Etter ni dager i Lucky Ridge området og utallige bevis på hydrotermisk aktivitet, så forskerne sent torsdag kveld kronjuvelen av alle bevis: høye skorsteiner som spyler ut varmt vann som ligner på svart røyk.

Slik ser skorsteinen som forskerne oppdaget sent i går kveld. Bilde: Ægir 6000/NORMAR

Dette kalles ofte en black smoker, og er det mest spektakulære tegnet på hydrotermisk aktivitet. Observasjonen kom på det som skulle være toktets siste dykk. Forskerne hadde gjennom kartlegging av sjøbunnen med ROV-en oppdaget en stor fjellaktig struktur som vekket deres nysgjerrighet. Det er da de utforsket denne strukturen at de fant skorsteinene.

– Ved første øyekast ser dette hydrotermiske feltet spesielt ut. Det har en del trekk som er annerledes sammenlignet med tilsvarende formasjoner andre steder i verden, sier toktleder Rolf Birger Pedersen.

Det ble tatt mange prøver og disse skal analyseres i de kommende månedene, noe som vil kaste lys over feltets særegenheter.

“Toktets siste dykk” viste seg å ikke være det siste likevel. Dette første besøket var på bare noen få minutter, siden isdriften tok skipet på feil spor. ROV-en måtte “svømme” en del for å komme seg til skorsteinen, og måtte snu igjen etter noen minutter for å ta igjen skipet, som sakte men sikkert driftet vekk med isen.

Dermed ble det foretatt tre dykk til (inkludert en falsk start på grunn av ugunstig isdrift). Det ene dykket hadde som mål å kartlegge området med ROV-en, og det andre var for å utforske skorsteinen enda nærmere.

Like før ROV-en kom til skorsteinen filmet den denne strukturen laget av sulfider. Den hadde på seg et enormt antall amfipoder – små reke-lignende dyr som nyter den hydrotermiske varmen. Bilde: Ægir 6000/NORMAR

Dette er øyeblikket forskerne så skorsteinen for første gang. Det er mørkt dypt under havet og man må komme ganske nærme med ROV-en før man ser noe som helst. Bilde: Ægir 6000/NORMAR

Et annet sted i området var det også varmt vann som kom ut som ikke var svart. Fargen kommer av at vannet reagerer med steinene i undergrunnen. Bilde: Ægir 6000/NORMAR

Storjubel på Kronprins Haakons konferanserom etter oppdagelsen i går kveld. På bildet: Maja Jæger (UiB), Sabina Strmic Palinkas (UiT), Håvard Stubseid (UiB), Rolf Birger Pedersen (UiB) og Eszter Sendula (UiT). Foto: Daniel Albert GoNorth/SINTEF

På vei til Longyearbyen

Med det er FF Kronprins Haakon på vei tilbake til Longyearbyen. Skipet må komme seg gjennom en del is sørover. På veien skal vi plukke opp en havglider (en selvstendig undervannsdrone). Ankomst er forventet natt til mandag, 7. august.

GoNorth – daglig rapport – dag 29, 3. august

Forfatter: Daniel Albert (SINTEF)

Etter å ha filmet varmt vann som kom opp fra havbunnen, besøkte ROV-en samme området igjen og tok vannprøve.

Eirik Valdar (UiT/UiB) ser på dagens fangst av steinprøver. Den skålformede steinen han ser på er dekket på innsiden av slimete organisk materiale. Foto: Daniel Albert GoNorth/SINTEF

Vannprøven ble tatt av ROV-en med dette instrumentet. Prøven skal analyseres på land. Vannets kjemiske sammensetning vil fortelle oss om reaksjonene som har skjedd under havbunnen. Bilde: Ægir 6000/NORMAR

Etter å ha tatt vannprøve fortsatte ROV-en å utforske området. På vei sørover fant ROV-en enda flere tegn på hydrotermisk aktivitet. Både dyr som trives der varmt vann kommer opp og mineraler som er et resultat av aktiviteten.

Det ble også funnet flere steder der varmt vann kommer opp fra havbunnen.

På dette bildet ser vi et lite skorsteinstruktur. Ser man på videofilmen kan man tydelig se at varmt vann skimrer på vei ut av skorsteinen. Bilde: Ægir 6000/NORMAR

Hvert dykk bringer oss mer bevis for hydrotermisk aktivitet i området. Det siste dykket i går overrasket oss med rikelig kobbermineralisering som antyder at temperaturen på hydrotermiske væsker i fortiden oversteg 300°C i dette området. Mikroskipbilde av Sabina Strmic Palinkas

Boxcore eksperimentering

Toktets boxcore, et apparat som tar en sedimentprøve som måler 50 cm x 50 cm x 50 cm, har vært litt trøblete denne turen. To ganger kom den opp tom fordi den traff stein på bunnen. Men flere ganger kom den opp overfylt. For å finne ut hva som skjedde bestemte forskningsteamet å følge boxcorereren med ROV-en.

Her er noe få har sett før: en boxcorer i arbeid på havbunnen. Bilde: Ægir 6000/NORMAR

Eksperimentet viste at boxcoreren tok en prøve som den skulle, men at den kommer litt for dypt inn i sedimentlaget. En utfordring med å bruke boxcorer er at man ikke vet med 100% sikkerhet når den er kommet til bunnen. Denne gangen var denne usikkerheten borte, siden vi kunne se prøvetakeren gjennom ROV-ens kameraer.

Andreas Storebø (ROV-team) fester en transponder på boxcoreren i forkant av eksperimentet. Transponderen gjør det mulig å få apparatets helt nøyaktige posisjon i vannet. Foto: Daniel Albert GoNorth/SINTEF

Tross en perfekt utførelse av manøveren kom boxcoreren opp overfylt med sedimenter. Grunnen til at dette er problematisk er at flere forskere er interessert i den øverste delen av sedimentlaget, og det er umulig å vite hva som er øverste lag når prøven er presset mot topplokket.

GoNorth – daglig rapport – dag 28, 2. august

Forfatter: Daniel Albert (SINTEF)

For første gang har vi observert, med kamera, varmt vann som kommer opp fra havbunnnen ved Lucky Ridge – altså hydrotermisk aktivitet.  Vi visste allerede at det var hydrotermisk aktivitet i området. Vi observerte bevis på det i form av fauna som trives i områder med hydrotermisk aktivitet, mineralforekomster som tyder på slik aktivitet og utdødde hydrotermiske skorsteiner.

Dette er området der vi observerte varmt vann komme opp fra bunnen. Siden vannet er fargeløst er det ikke synlig på bildet, men det vises godt på video i form av at bakgrunnen skimrer. Sirklene viser hvor vannet kommer fra. Ser du fisken på bildet? Det er ikke tilfeldig at den oppholder seg i nærheten av varmekilden. Bilde: ROV-team

Inntil i morges hadde vi fortsatt til gode av å faktisk se varmt vann komme opp fra havbunnen. Dette er nå gjort. Det var ikke en såkalt black smoker, der varmt vann bærer med seg mineraler og ser ut som svart røyk. Vannet i dette tilfellet var helt gjennomsiktig og kunne bare observeres fordi den gjør at bakgrunnen skimrer.

– Det er én ting å vite som forsker at det er hydrotermisk aktivitet i et område fordi man har mange bevis på det, men det er enda mer tilfredsstillende å kunne faktisk se det med egne øyne, sier toktleder Rolf Birger Pedersen.

En tilfeldighet

Det var en ren tilfeldig endring i isdriftens retning som tok skipet over området der vannet ble observert. Nå er planen å besøke området på nytt for å ta vannprøver.

Vi har ingen biolog om bord, men denne fisken, og fisken i forrige bilde, ligner på fisk fra ålekvabber familien. Vi får i alle fall bekreftet fra geologene at fisk som ser ut som denne er ofte observert i områder med hydrotermisk aktivitet. Bilde: ROV-team

Dette kartet viser hvor Lucky Ridge området befinner seg i forhold til Grønland (som vi ser til venstre) og Svalbard (til høyre). Kart: The International Bathymetric Chart of the Arctic Ocean (IBCAO)

GoNorth – daglig rapport – dag 27, 1. august

Forfatter: Daniel Albert (SINTEF)

Gravity coreren ble heiset opp om bord seint i går kveld og hadde med seg en sedimentprøvekjerne som var over 4 meter lang. Dette kan beskrives som en stor suksess, ved vanndybder på over 4000 meter og isdrift som kompliserer operasjonen.

Svein Are Simonsen (HI) skyller gravity coreren fra akterenden av skipet. Det er lurt å skylle utsiden av apparatet, slik at dekket ikke blir for skittent. Leiren som utgjør en stor del av sedimentene er nemlig ikke så enkel å kvitte seg med. Foto: Daniel Albert GoNorth/SINTEF

Nå er kjernen om bord. Den har blitt delt opp i seksjoner og Håvard Stubseid (UiB) borer hull i plastrøret for å måle kjernens oksygeninnhold, slik som det ble gjort med en mindre kjerneprøve for noen dager siden. Foto: Daniel Albert GoNorth/SINTEF

I løpet av natta fortsatt arbeidet på kjerneprøven. Disse sprøytene er koblet til små hull boret i kjernens plastrør, og suger til seg porevann. Porevann er vann som er fanget i sedimentene. Den skal analyseres for å finne ut dens kjemiske sammensetning. I tillegg skal selve sedimentet analyseres for DNA. Sammen vil resultatene hjelpe oss å forstå hvilke mikroorganismer lever i havbunnsedimentene og hvordan de bidrar til at karbon og andre grunnstoffer utveksles mellom biosfæren, hydrosfæren (havet) og jordskorpen. Foto: Daniel Albert GoNorth/SINTEF

Isdrift-detur

Etter at gravity coreren var tilbake om bord i går kveld, begynte skipet å reposisjonere seg oppstrøms av isdriften før det neste dykket. Dette ville ta en time i isfritt hav – kanskje to eller tre i gode isforhold. Men isdriften hadde bestemt noe annet.

Det kom nemlig et veldig stort og tykt isflak fra nord; mer en 16 kilometer bredt. Den er nå rett over området vi skal undersøke med ROV-en.

De røde krusedullene viser Lucky Ridge-området, som vi har undersøkt tidligere. De gule prikkene er steder der vi startet ROV-dykk tidligere; den rosa diamanten er der vi hadde isstasjon mandag; og den røde diamanten er skipets posisjon kl 13 tirsdag. Bildet viser at det store isflaket befinner seg rett over området vi skal undersøke. Siden fremgangen er treg i tykk is, har isdriften rukket å endre retning flere ganger før vi nådde startpunktet – et startpunkt som flytter på seg hver gang isdriften skifter retning, siden skipet må være oppstrøms for driften før hvert dykk. Men i skrivende stund har skipet endelig kommet til et sted der vi kan sende ut ROV-en. Bilde: fra Landsat 8-9 OLI/TIRS C2 L1, United States Geological Survey. Kartoppsett av Yannick Kern (NP)

Værdata sendes til verden

Hver dag før kl 13 slipper Kronprins Haakon en værballong. Denne sender verdifull data om værforhold i hele luftsøylen. Når ballongen er ferdig, sender den dataene til kontaineren (nederst til høyre på bildet). Dataene blir så videresendt til Deutsche Wetterdienst, det tyske meteorologisk institutt, via satellitt. Etter det, blir dataene delt med resten av verden. Slike værdata er verdifulle fordi det finnes få værstasjoner i området, noe som gjør det vanskeligere å lage presise værmeldinger. Foto: Daniel Albert GoNorth/SINTEF

GoNorth – daglig rapport – dag 26, 31. juli

Forfatter: Daniel Albert (SINTEF)

FF Kronprins Haakon tok en pause fra ROV-dykkene i dag og flyttet seg noen kilometer nord-øst for å ta sedimentprøver og gjennomføre toktets tredje isstasjon.

Katja Häkli (NORCE) og Andreas Wolden (HI) følger med når multicoreren heises opp fra vannet. Foto: Daniel Albert GoNorth/SINTEF

Sedimentprøvene ble tatt med en multicorer: et apparat som tar fire sedimentkjerneprøver på én gang. Kun to kjerner kom tilbake på overflaten, men disse inneholdt gode prøver. Prøvene skal analyseres av NORCE som lager en database over DNA i havbunnssedimenter. På sikt vil databasen brukes for å estimere hvor mye is det var i Polhavet under historiske klimaforhold. SINTEF skal også få noe av prøvene, og analysere dem for spor av legemidler og produkter til personlig pleie.

Bjørn Runar Olsen (UiT) og Katja Häkli (NORCE) tar en sedimentkjerne fra multicoreren. Foto: Daniel Albert GoNorth/SINTEF

Vannprøver

Tidligere i dag ble det også tatt vannprøver. Disse skal analyseres av Akvaplan-niva for miljø-DNA. På samme måte som en forbryter legger igjen DNA spor etter seg i form av hår eller hudceller, dyr og mikroorganismer i havet legger igjen DNA spor som man kaller for miljø-DNA. Slike analyser kan fortelle oss hvilke dyr og organismer oppholder seg i et område. Det er en såkalt ikke-invasiv målemetode, siden det gjør det mulig å vite at dyr er i et område uten å måtte ha direkte kontakt med dem.

Katja Häkli (NORCE) tar vannprøver fra en CTD-rosett, for miljø-DNA analyser. Foto: Daniel Albert GoNorth/SINTEF

Isstasjon

NTNU-laget gjennomførte toktets tredje isstasjon, med god hjelp fra Christian Katlein (AWI) for prøvetakingen, Yannick Kern (NP), Eirik Hellerud (NP) og Marius Bratrein (NP) som isbjørnvakter, skipets mannskap som sørget for riktig posisjonering av skipet og kranearbeid, og en stor del av forskerteamet som var på utkikk etter isbjørn fra styrhuset.

Målingene ble utført på tvers av en skrugard. Totalt drillet de 15 hull i isen for å måle tykkelse og struktur. De tok iskjerneprøver fra tre steder langs samme transekt.

Nabil Panchi (NTNU) borer hull i isen med støtte fra Christian Katlein (AWI). Til høyre ser vi bambuspinnene som teamet stakk i isen for å markere stedene der de boret hull. Foto: Daniel Albert GoNorth/SINTEF

Gravity corer

Dagen avsluttet med et forsøk på å ta prøve med en gravity corer. En gravity corer, tross navnet, har egentlig lite å gjøre med tyngdekraft. Det er en lang sedimentkjerneprøvertaker (6 meter) som har fått sitt navn fra det at det er tyngdekraften som sørger for at den blir presset ned i sedimentlaget – den er nemlig loddet på toppen.

Mannskapet senker gravity coreren i vannet, fra akterenden av skipet. Foto: Daniel Albert GoNorth/SINTEF

Sedimentkjernen fra gravity coreren skal brukes til geomikrobiologiske analyser. Det vil si at forskere skal foreta DNA analyser for å sjekke hvilke mikroorganismer lever i de forskjellige delene av kjerneprøven. De skal også analysere sedimentenes kjemiske sammensetning. Du kan lese mer om geomikrobiologi i toktets rapport fra dag 22.

GoNorth – daglig rapport – dag 25, 30. juli

Forfatter: Daniel Albert (SINTEF)

Nok en natt, nok et dykk – og nattens dykk var ekstra spennende fordi det avdekket særegne hydrotermiske skorsteinstrukturer.

Skorsteinen er uvanlig i formen, ifølge geologene om bord. Den er også omgitt av en relativt tykk manganskorpe, noe som tyder på at den har vært inaktiv en stund.

Det har vært kjent at det er hydrotermisk aktivitet på Lucky Ridge siden et tokt med Polarstern i 2004. Den gangen hentet Polarstern opp prøver med bunnskraper, og fant da sulfidholdige mineraler som tydet på hydrotermisk aktivitet. De registrerte også avvik i vannsøylen som igjen antyder at det kommer varmt vann opp fra sjøbunnen.

De siste dagene har GoNorth bygget videre på disse funnene. Ved hjelp av ROV-en (den fjernstyrte undervannsfarkosten Ægir), har vi kartlagt deler av havbunnen i detalj. Mens FF Kronprins Haakon driver sakte med isen følger ROV-en etter 3000 meter under skipet og kartlegger havbunnen ved hjelp av lydbølger. Kartene viser rekker av over 20 meter høye søyleformete fjellformasjoner i deler av området. I natt dykket ROV-en ned til disse formasjonene for å ta bilder, video og samle prøver. Disse viser at søylene er bygget opp av mineraler som felles ut av varmt hydrotermisk vann.

– Vi har nå funnet mange tegn på hydrotermisk aktivitet: i form av mineraler, fauna og søyleformasjoner, sier toktleder Rolf Birger Pedersen. Havbunnen i disse områdene er spesiell. Lucky Ridge, som området er blitt kalt, består av mantelbergarter som vanligvis er dekket av jordskorpen. Kjemiske reaksjoner mellom mantelmineraler og sjøvann fører til dannelse av hydrogen. Hydrogen er en energikilde for noen typer mikrorganismer, som igjen er mat for høyerestående livsformer. Områdene som GoNorth nå kartlegger er derfor et utmerket område for å studere samspill mellom liv, vann og mineraler.

Toktleder Rolf Birger Pedersen (UiB) i arbeid i ROV-ens kontrollrom. Foto: Daniel Albert GoNorth/SINTEF

Under disse dykkene har ROV-en tatt mange prøver som vil bli analysert etter toktet, og som vil fortelle oss mer om områdets geologiske historie og dyphavsmiljø.

Brev fra Polarstern

Våre venner på det tyske forskningsskipet Polarstern, som vi samarbeidet med i omtrent en uke, ankommer snart Tromsø. Der skal en ny vitenskapelig besetning komme om bord før neste tokt, som starter om et par dager. De sendte oss følgende tekst og bilder, som forklarer hva de har gjort under deres ekspedisjon (på engelsk).

German research vessel Polarstern. Photo: Timo Hecken (Northern Helicopter)

Expedition PS137, ALOIS (Arctic Lithosphere Ocean Interaction Study) on RV Polarstern

ALOIS is a pioneering interdisciplinary experiment investigating the formation of new ocean floor at the Arctic Gakkel Ridge. Twenty years ago, the two-ship expedition AMORE discovered that the ultraslow seafloor spreading at the Gakkel Ridge cannot be explained by common models and is accompanied by unusually strong hydrothermal activity. We went back to the Gakkel Ridge with two ships and modern deep-sea robots and ocean-bottom seismometers specially designed for operations in sea ice to explore Aurora, the only known hydrothermal vent field in the Arctic Ocean basin. We mapped the vent field and conduct geophysical, biogeochemical and microbiological surveys. In this way, we want to clarify how deep fluids circulate through the lithosphere at ultraslow ridges, what drives the hydrothermal circulation, what energy and chemical fluxes are released into the ocean, and what kind of potentially unique deep-sea life forms evolve in it.

An ocean-bottom seismometer has surfaced. Photo: Christopher German (WHOI)

The Nereid Under Ice vehicle of the Woods Hole Oceanographic Institution. Photo: Christopher German (WHOI)

Our field work during ALOIS included most exciting and unpredictable recoveries of 16 moorings and ocean bottom seismometers. Surfacing this instrumentation in almost 100% sea ice cover turned out to be a great challenge especially when instruments came up underneath ice floes. NUI, the Nereid Under Ice vehicle of the Woods Hole Oceanographic Institution, dove down to the wonderworld of hydrothermal field to take samples of the hot fluids, map the vent field and provide stunning video imagery. We also took samples from the hydrothermal plume, filmed the seafloor habitats, and measured the temperatures in the subsurface. We had planned to follow the Gakkel Ridge and search for more hydrothermal fields, but unusually thick ice slowed down our progress to about one mile per hour, such that we turned around to devote time to joint operations with RV Kronprins Haakon at the Aurora vent field.