Tag Archive for: GoNorth

Forfatter: Daniel Albert (SINTEF)

Norge er blitt litt bedre kjent med sin egen bakgård nå som den første delen av det aller første GoNorth-toktet er fullført. Det ble gjort seismiske undersøkelser i områder som vi hittil visste svært lite om. Og det ble samlet data om alt fra livet i Polhavet via langtransportert forurensing til fortidens og nåtidens sjøis. Dataene vil analyseres i mange år fremover av forskere.

– Vi har nå et bedre datagrunnlag enn noensinne for å fortelle hvor grensa til den europeiske kontinentalskorpen i Arktis befinner seg, sier Alexander Minakov (UiO), som var et av toktets nestledere. Han legger til at det kommer flere svar når dataene er ferdig analysert.

FF Kronprins Haakon gjorde seismiske undersøkelser langs disse tre linjene. Langs T1 linjen ble det gjort refraksjonsseismikk, som er en tidskrevende prosess. Først blir seismiske mottakere plassert på havbunnen, langs linjen. Så seiler skipet langs linjen mens en luftkanon sender lyd og trykkbølger til havbunnen.

Seismikk-bølgene reiser langt under havbunnen, og ekkoet som kommer tilbake blir registrert av de seismiske mottakerne. Etter det må skipet seile langs linjen én gang til for å samle opp mottakerne; disse sender nemlig ingen data fra havbunnen.

Spesielt komplisert er det å utføre oppgavene i Nansen-bassenget, der is på overflaten kan ødelegge luftkanonene og vanndybder over 4000 meters øker sannsynligheten for å miste mottakere. Et fjernstyrt undervannsfartøy, UiBs Ægir 6000, ble brukt for å plassere og hente opp flere av mottakerne. Denne operasjonen tok lengre tid, men resultatene er verdt innsatsen. Refraksjonsseismikk gir informasjon om hele jordskorpen ned til mantelen.

Langs linjene L3 og L9 på kartet ble det utført refleksjonsseismikk. Denne prosessen er enklere: både luftkanonene og mottakerne slepes på en kabel, bak skipet. Informasjonen man får tilbake har bedre oppløsning enn med refraksjonsseismikk, men går ikke like dypt under overflaten.

Seismiske undersøkelser krever mye arbeid. Forskere og ingeniører fra følgende institusjoner bidro til arbeidet under toktet: UiO, UiB, UiT og danske GEUS. Etter toktet skal dataene analyseres av de samme institusjonene, i tillegg til NORSAR. Samtidig vil dataene danne grunnlaget for utdanningen av fremtidens polarforskere på fagområdet. To stipendiater fra UiT og én fra UiO som var med på reisen vil være tett involvert i analysen.

Biologisk kartlegging

Akvaplan-niva sendte en forsker og en ingeniør på toktet for å samle inn informasjon om hva som lever i havbunnens sedimenter, i vannsøylen over, og i isen. I tillegg til å hente inn sediment- vann- og isprøver benyttet de to høyteknologiske løsninger for datainnsamling.

En lander utstyrt med oseanografiske og biologiske sensorer ble senket ned til havbunnen på begynnelsen av toktet og samlet inn data i to uker. En havglider reiste også langs T1-linjen. Dette er en torpedoformet, autonom undervannsdrone, også utstyrt med en rekke sensorer.

Avkaplan-nivas lander blir heist opp om bord igjen etter 14 dager på havbunnen.

Spor av legemidler i Polhavet

Fra SINTEF var Frode Leirvik og Thor-Arne Pettersen om bord for å jobbe på et prosjekt som sjekker for forurensning i Arktis; spor av legemidler og produkter til personlig pleie i havet. De to samlet inn vannprøver på 14 forskjellige steder og dybder – 600 liter hver gang. De filtrerte vannet og kjørte den gjennom et apparat som samler alle eventuelle spor for legemidler. I tillegg skal plankton og sedimenter som de samlet inn analyseres for de samme produktene.

Thor-Arne Pettersen og Frode Leirvik (SINTEF) håndterte mange slike dunker med sjøvann under toktet.

Ledetråder fra fortiden

To forskere fra NORCE var om bord med et mål om å bruke eldgammelt DNA til å danne et bilde av fortidens sjøis. Første steg for prosjektet er å etablere en database med sediment-DNA fra flere steder med forskjellige isforhold. Under toktet samlet Jon Hestetun og Stijn De Schepper prøver fra 10 forskjellige steder.

Jon Hestetun og Stijn De Schepper (NORCE) samler sedimenter fra havbunnens øverste lag inn i et lite glass for senere analyse.

Sjøisens egenskaper

Tre stipendiater og en post. Doc. fra NTNU var om bord for å jobbe med sine prosjekter. Vegard Hornnes og Evgenii Salganik tok to turer på isen for å måle sjøisens tykkelse, tetthet, saltinnhold og mekaniske styrke. Disse målingene skal brukes som grunnlag for simuleringer som skal hjelpe oss å beregne risikoen for isfjell og havis i det sørvestlige Barentshavet.

Vegard Hornnes (NTNU) måler sjøisens mekaniske styrke med en borehole jack.

Også med på turen var stipendiaten Nabil Panchi, som jobber med automatiserte systemer som kan tolke bilder av sjøis tatt av passerende skip. Han samlet inn tusenvis av sjøisbilder under turen. Paul Rübsamen-von Döhren, også stipendiat, var ikke så heldig. Han var med på turen for å undersøke et fenomen kalt marin ising – når sjøsprøyt fryser fast på skip eller strukturer. Dessverre var værforholdene slike at det ble ingen marin ising å observere under turen.

En enorm organiseringsjobb

Leder for dette toktet er Jan Sverre Laberg (UiT). Han har jobbet med planleggingen i flere måneder, og har vært oppe i alle døgnets timer under reisen. Det er dyrt å leie et forskningsfartøy, og for å unngå dødtid er man nødt til å planlegge mer aktiviteter enn det som er mulig å gjøre. Da er man gardert hvis omstendighetene (dårlig vær eller utstyrsproblemer) fører til avlysninger.

Resultatet er at ikke alle om bord har fått gjort alt de har planlagt, men alle deltakende institusjoner fikk noe data å jobbe videre med. I tillegg har alle fått ny erfaring med å delta på et tverrfaglig tokt, en erfaring som kommer godt med i planleggingen av de neste GoNorth-toktene.

– Alle deltakerne har lagt ned en imponerende innsats for egne og de andre sine prosjekter. I tillegg har vi møtt en fantastisk innstilling fra alle som jobber om bord, noe som har ført til at vi er godt fornøyde med resultatene fra første del av det første GoNorth-toktet, sier toktleder Jan Sverre Laberg.

Toktets neste del

Nå er første del av toktet, som undersøkte området nord for Svalbard og Nansen-bassengen, gjennomført. Den andre delen vil se på Knipovitch-ryggen, vest for Svalbard. Flere dykk med ROV-en Ægir 6000 er planlagt for å kartlegge hva slags mineraler som befinner seg i området.

Forfatter: Daniel Albert (SINTEF)

Etter at havglideren ble plukket opp mandag kveld satte FF Kronprins Haakon kurs mot nordvest. Det ble en stopp midt på natta for å ta prøver med multicoreren, en metallrigg som presser fire plasttuber ned i havbunnen for å ta prøver. Etter det fortsatte skipet vestover, mot startpunktet av den siste strekningen med seismikkskyting for dette toktet. I skrivende stund er skytingen i gang og vil pågå til tidlig på onsdag.

Stijn De Schepper og Jon Hestetun venter på multicoreren. Selve prøvetakingen tar ikke så veldig lang tid, men å vinsje multicorer-riggen helt ned til havbunnen og opp igjen tar en del tid.

Multicoreren kommer opp fra overflaten etter en vellykket tur ned til havbunnen.

Å gjøre alt klart til en seismisk undersøkelse er en komplisert prosess. Her forklarer Per Trinhammer prosedyren for gruppen som skal hjelpe med forberedelsene. Fra venstre: Tom Arne Rydningen (UiT), Max Weber (UiT), Andreas Wolden (Havforskningsinstituttet), Alexander Minakov (UiO), Lars Rasmussen (GEUS), Per Trinhammer (GEUS) og Thomas Funck (GEUS).

Den seismiske kabelen som skal slepes bak skipet rulles ut på dekk. For denne undersøkelsen blir det brukt refleksjonsseismikk, der både luftkanoner og seismiske mottakere slepes på samme kabel.

Lars Rasmussen (GEUS) fester en “bird” på kabelen. Dette er en stang med to små vinger, som sørger for at kabelen ikke synker alt for langt ned i vannet. For denne undersøkelsen blir det brukt hele 600 meter med kabel.

Tre uker uten mathandel

Det er ikke bare bare å planlegge menyer for over 40 personer i tre uker uten å ha mulighet til å handle mat underveis. Dette er stuert Kenneth Reece sin jobb, og alle i forskningsteamet er enige i at han er en dyktig kokk. Tross lengden på turen gikk vi ikke tom for fersk frukt og grønt.

Kenneth kommer fra Sverige, og han var allerede i førtiårene da han tok videreutdanning for å bli kokk. I tillegg til å ha ansvar for å lage maten må han også sørge for at skipet har nok såpe, toalettpapir og lignende.

Kenneth Reece gjør lammeskanken klar til servering.

Forfatter: Daniel Albert (SINTEF)

Stormen er over, og det var god nok sikt søndag morgen til å ta en tur til på isen før skipet satte kurs sørover igjen. Dermed får Vegard Hornnes (NTNU) og Evgenii Salganik (NTNU) litt mer data. Det overordnede målet med prosjektet deres er å etablere isstatistikk for det sørvestlige Barentshavet for å kunne forutse sannsynligheten for isfjell og havis i området.

Polarnatta er i gang, og Max Weber (UiT) står på vakt med rifle mens forskningsteamet er i gang. I dag besto forskningsteamet av Vegard Hornnes, Evgenii Salganik, Nabil Panchi, Paul Rübsamen-von Döhren (alle fra NTNU) og Sabine Cochrane (Akvaplan-niva).

Paul Rübsamen-von Döhren (NTNU) måler isens mekaniske styrke med en borehole jack.

Sabine Cochrane (Akvaplan-niva) hjelper Evgenii Salganik (NTNU) med å legge en isprøve i en glidelåspose.

Jon Hestetun (NORCE) speider etter isbjørn. Det er to hovedfarer på isen: den første, å falle gjennom isen, er lettere å unngå ved å måle isens tykkelse på begynnelsen av oppdraget. Å unngå isbjørnangrep krever litt mer arbeid og konsentrasjon.

Siden forrige gang vi var på isen har det blitt mye mørkere. Skipet belyser kun en liten radius rundt seg. Søkelys rekker litt lengre unna, men isbjørnvaktene på broa må virkelig konsentrere seg for å se etter bevegelse eller endringer i landskapet. Om en isbjørn er oppdaget må hele isteamet trekke seg til skipet. Når det er så mørkt er det mulighet for at evakueringen må skje fort. Denne gangen ble det ikke sett noen bjørn, og det var derfor ikke nødvending med evakuering.

Dette bildet fra første turen på isen 24. oktober viser hvor mye lysere det var da. På det tidspunktet var vi ikke like langt inne i polarnatta, og det var i tillegg klar himmel.

Planen videre

I skrivende stund er skipet på vei sørover gjennom isen. Mens det var parkert i isen på grunn av stormen driftet det en god del mot nordvest, som dessverre er i motsatt retning av neste stopp.

Planen er å ta en kort stopp på øvre del av kontinentalskråningen for å ta havbunnsprøver med multicoreren. Etter det seiler skipet videre mot stedet der landeren til Akvaplan-niva ble senket ned (se rapporten fra 17. oktober).

Landeren skal heises opp igjen, og havglideren som ble satt ut samme dag vil også hentes opp. Havglideren er en autonom, torpedoformet undervannsdrone som måler oseanografiske egenskaper i vannsøylen. Den er pilotert fra et kontrollrom på Kypros, og skal være i området, klar til å plukkes opp på mandag.

Forfatter: Daniel Albert (SINTEF)

Toktets andre seismikklinje ble fullført (nesten helt) natt til fredag. Det mangler bare en liten bit av den nordligste delen. Skipet har nå lagt en del is bak seg og kommet til et lite område med åpent vann. Dette er som en gave for forskningsteamet, det gjør at flere vannprøver kan bli tatt til tross for uværet som truer. Skipet er altså langt nok inn i isen til ikke å bli påvirket av store bølger fra uværet. Dermed blir ventetiden ikke helt bortkastet.

Mens uværet herjer ligger båten trygt i isen.

CTD og vannprøver

Tidlig på fredag ble det tatt en CTD-måling av vannet helt ned til bunnen. CTD står for Conductivity, Temperature and Density. Analysen forteller oss hvor mye salt det er i vannet, samt andre data som temperatur, oksygeninnhold og fluoresens. Det siste gir en god indikasjon på hvor mye alger det er i vannet.

Thor-Arne Pettersen (SINTEF) tar en vannprøve på 82 grader nord, den nordligste hittil. Dagens prøve ble tatt på 280 meters dybde. På denne dybden kommer vannet fra Atlanterhavet. SINTEF skal analysere vannet for spor av legemidler og produkter for personlig pleie.

Det var også håp om å benytte ventetiden til å ta flere havbunnsprøver, men isdriften sørget for at det ikke skjedde. Vanndybden er på rundt 3800 meter i dette området, og for stor drift betyr at utstyret som senkes ned i vannet kan treffe havbunnen med feil vinkel, noe som kan skape problemer.

Planlegging av neste seismikk-linje

Orlando Martinez Bautista ser på eksisterende data for å lage et forslag på hvor neste seismikkundersøkelse skal foregå. Det er allerede bestemt en linje, men det er en mulighet for at tiden ikke strekker til for å ta hele strekningen. Dermed må det gjøres prioriteringer, og det å se på det eksisterende datagrunnlaget kan hjelpe beslutningsprosessen.

Uflaks

De tidlige morgentimene ble preget av en uheldig hendelse for geofysikk-teamet. Hele torsdag og natt til fredag undersøkte skipet en linje med refleksjonsseismikk. Dette er en type seismikk der både luftkanonene og mottakere blir slepet bak skipet. Hele streameren, som det heter, er 300 meter lang.

Rundt kl 4 kom noe is borti streameren. Kanonene ble løftet til overflaten og kabelen ble slitt av. Med andre ord sank streameren i havet og forsvant. Den har en tetthet som er likt sjøvann, så den vil synke sakte og kan drifte en del før den når havbunnen – hvis den i det hele tatt kommer seg så langt ned. I tillegg er den ikke skapt til å tåle trykket på vanndybder under 300 meter. Den beregnes som tapt.

– Det er en del av risikoen med å gjøre seismikk-undersøkelser i is, sier Thomas Funck (GEUS), men det skal en del uflaks til for at noe slikt skal skje.

Han legger til at utstyret er forsikret av toktledelsen. Det er mer streamerkabel om bord, så det vil fortsatt være mulig å undersøke neste linje.

Analyse av sjøisbilder

Siden begynnelsen av toktet har Nabil Panchi (NTNU) vært på observasjonsrommet, på 9. dekk, hver gang det har vært sjøis. Han har nemlig koblet sin PC til en rekke kameraer som tar bilder av sjøisen.

Tanken er å trene en algoritme som kan prosessere bilder tatt av passerende skip, og bruke dem til å lage sjøisrapporter helt automatisk.

Denne figuren viser prinsippet bak Nabils prosjekt: bruke en algoritme til å forvandle bilder av sjøis tatt av passerende skip til nyttig informasjon for isgående fartøy. Illustrasjon: Nabil Panchi /NTNU.

Hittil har Nabil brukt skipets kameraer, og egne medbrakte kameraer som er koblet til en PC via skipets lokalnettverk. Men på torsdag gjorde han et forsøk med et GoPro kamera. Fordelen med denne er at den tar 30 bilder i sekundet, og at bildene har høyoppløsning.

Hvalfangst nord for Svalbard

Området nord for Svalbard var et ettertraktet hvalfangstområde fra begynnelsen av 1600-tallet til begynnelsen av 1900-tallet.

Dette kartet viser en fransk tolkning av et slag mellom franske og nederlandske båter nord for Svalbard, i 1693. Slaget resulterte i at Nederland mistet en tredjedel av hvalfangstbåtene som var i området.

I denne perioden ble området jevnlig besøkt av båter fra Frankrike, Nederland, Tyskland og Storbritannia. Hvalolje og hvalbein var ettertraktede produkter.

Dette kartet viser en fransk tolkning av et slag mellom franske og nederlandske båter nord for Svalbard, i 1693. Slaget resulterte i at Nederland mistet en tredjedel av hvalfangstbåtene som var i området.

Den historiske hvalfangstaktiviteten i området er fortsatt relevant i dag, siden den er kilden til mye av informasjonen vi har om sjøisen i denne perioden.

Forfatter: Daniel Albert (SINTEF)

Det har vært jobbing døgnet rundt for mange om bord siden tirsdag kveld. I løpet av tirsdag og onsdag stoppet skipet på tre forskjellige “stasjoner” der det ble tatt diverse prøver. Forskningsteamet ønsker å bruke tiden så effektivt som mulig før det kommer dårlig vær på fredag og lørdag.

I begynnelsen av toktet slapp Akvaplan-niva en havglider som er utstyrt med mange sensorer, blant dem et ekkolodd som kartlegger både havbunnen og dyrelivet i vannsøylen. Siden glideren ikke er i stand til å si noe om hvilke arter den møter, er det spesielt interessant å ta prøver av dyrelivet i vannsøylen der den har vært.

Disse dyrene ble fanget med et zooplankton-nett. De store røde er krill, de grå/svarte med avrundet rygg er amfipoder, også kjent som tanglopper. De aller minste, så små at de nesten ikke er synlige på bildet, er copepoder, også kjent som hoppekreps.

Dyrene i forrige bilde fanges med et nett som ligner på dette. Det finnes flere typer, avhengig av hvilke dyr man ønsker å fange.

SINTEF er også interessert i dyrelivet i vannsøylen. Dyrene skal analyseres på fastlandet for spor av legemidler og produkter til personlig pleie. På skipet blir dyrene grovsortert og fryst ned. Bildet viser Thor-Arne Pettersen (SINTEF) som ser på dagens fangst.

Box corer

Med dette utstyret kan man kan kartlegge dyrelivet i havbunnsedimentene. Apparatet blir heiset ned til havbunnen, og tilbake tar den med seg en prøve på 50 cm x 50 cm x 50 cm. Dette er nyttig både for biologene og geologene. NORCE tar litt av det øverste laget for å se etter sediment-DNA. UiT tar to utsnitt for å undersøke sedimentlagene, og Akvaplan-niva siler, sorterer og teller dyrene som er i prøven.

Det var mange ute på dekk da box-coreren kom tilbake til overflaten.

Kjerneprøvetaker

Noe annet som ble brukt for første gang på dette toktet siste døgn er kjerneprøvetakeren (på engelsk: gravity corer). Dette er et seks meter langt rør, med en én-tonns vekt på toppen. Røret senkes ned til havbunnen, og blir presset ned i gjørmen av vekten (derfor gravity).

Dette bildet viser toppen av kjerneprøvetakeren like før den senkes ned i vannet. Helt øverst (den grå delen) er vekten. Lengre ned, i brunt, er røret som skal ned i sedimentlaget. Helt nederst på venstre side er en av fem temperaturesensorer som Alexander Minakov (UiO) installerte på røret.

Kjerneprøvetakeren er kommet tilbake om bord og Max Weber (UiT) løsner plasthylsen som er inni for å ta ut prøven. Det ble forsøkt tatt prøver på to forskjellige steder med kjerneprøvetakeren. Det første var vellykket, men ikke den andre. Det hender at røret treffer stein på bunnen, og ikke klarer å synke ned i sedimentlaget. Dessverre finner ikke man ut av dette før utstyret har blitt heiset opp om bord igjen.

Ising

Det er ising på skipet og Paul Rübsamen-von Döhren (NTNU) var tidlig oppe for å se nærmere på det. Han forsker på marin ising, det vil si når sjøsprøyt fryser fast på skip eller strukturer.

Det ble ganske fort tydelig at isingen var skapt av fuktighet i lufta, og ikke sjøsprøyt. Analyse av isens saltinnhold bekreftet dette.

Planen videre

I skrivende stund har skipet gjort sitt tredje stopp siden i går for å ta prøver. Prøvetakingen vil foregå til rundt midnatt. Etter det skal skipet seile til startpunktet av en ny seismikk-linje. Mer informasjon om dette kommer i morgendagens rapport.