Laboratoriet i Polhavet

Av Åse Dragland

Svalbard er laboratoriet i isødet som trekker til seg forskere fra hele verden. Gjennom å forstå samspillet i Arktis får de nøkkelen til kunnskap av vital betydning for Jordas liv og vår egen helse.

Greier du å registrere noen som har røykt i dag?

Torunn Berg fra NILU, i blå tykk varmedress, snur seg smilende og rister på hodet.
- Nei, jeg vet at apparatene våre tidligere har registrert en person som sto nede på flyplassen og røykte, men det kreves helt spesielle vindforhold for det.

Vi står på toppen av Zeppelinfjellet som rager 475 meter over husklyngene i Ny Ålesund, 79 grader nord på vestkysten av Svalbard. Det er sensommer og 6 plussgrader. Luften er så klar at vi nesten synes vi ser kvisthullene i husveggene under oss.

Ny Ålesund er forskningsbyen på Svalbard. Der bor det fra 35 til 150 mennesker, alt etter forskningsaktivitet. Årlig gjennomføres det totalt 120 prosjekter.

Her på Zeppelinfjellet ligger luftmålestasjonen som eies av Norsk Polarinstitutt. Rundt oss tikker og går det over 40 ulike instrumenter som måler ulike forurensinger i atmosfæren. Her kan forskerne printe ut målinger av pestisider som kan stamme fra India, og måle lange serier med sporgasser som metan og ozon som er sluppet ut i Europa, Asia eller Nord-Amerika. Resultatene fra denne stasjonen er viktige for å kunne forstå langsiktige endringer i utslipp av f.eks. klimagasser.

- Det unike med Svalbard er at 95 prosent av målinger upåvirket av lokale forhold, sier Berg. - Hadde målingene vært gjort i Oslo eller Stockholm, ville lokale forurensningskilder ført til store variasjoner. Her er det lettere å identifisere trender og endringene i utslipp av klimagasser.

Hva ser dere?

- Vi registerer at Russland har mindre utslipp enn tidligere. For øvrig ser vi det som tilsvarende stasjoner på Hawaii og Sydpolen også ser: en global økning i temperaturer og klimagasser.

Ei tropisk øy
Svalbard har eget universitet. UNIS i Longyearbyen markedsfører seg med at det er verdens minste universitet, men har verdens største laboratorium på over 62 000 kvadratkilometer.

250 studenter fra 22 ulike nasjoner tar sin utdannelse og sine hovedfag her. Hvorfor? Hva er det som trekker unge studenter hit?

- Kanskje fordi Svalbard er ei tropisk øy i arktisk sammenheng? sier universitetsdirektør Lasse Lønnum enkelt. - Trekker vi en sirkel rundt jordkloden, som går gjennom Longyearbyen, vil den touche nordspissen på Grønland og ellers bare is. Golfstrømmen har velsignet oss med gunstig klima, og på denne øya er infrastrukturen bygd ut. Det er bare å gå i gang med å forske! Skal du drive forskning ut fra nordspissen av Grønland, krever det planlegging som til en ekspedisjon. Til Svalbard flyr du med Braathens og er framme på to timer. Og i tillegg SER du mange av forskningsobjektene: Geologien ligger synlig og opp i dagen - til stor nytte for oljeselskapenes læring, og pattedyrene labber rundt husdøra. Alt er så enkelt. Det er få parametre å forholde seg til, og ytre påvirkninger på dyr og mikroorganismer kan måles raskt. Faktisk kan generelle, økologiske studier av pattedyr med fordel gjøres på Svalbard fordi de økologiske prosessene her er raffinert ned til så få - det er lett å manipulere med virkeligheten!

Isen smelter
Pål Prestrud ved Norsk Polarinstitutt peker på at Svalbard er et "early warning"-område for klimaendringer:
- Svalbard ligger som en navle midt i alt vannet som skal inn i og ut av Polhavet. Golfstrømmen bringer med seg varmt sjøvann fra Mexicogulfen. Rundt Svalbard møter det kaldt, ferskere vann fra Polhavet. 95 prosent av vannet som skal ut av Polhavet, går ut i Framstredet mellom Svalbard og Grønland. - Det er her - i randen av Polhavet - at den ene av verdens dypvannsdannelser i større skala befinner seg. Det salte og kalde vannet fra Golfstrømmen synker ned på 4000 meters dyp - og brer seg sørover og ut i de store verdenshavene. Samspillet fungerer som en motor som bidrar til å trekke Golfstrømmen nordover.

Det som bekymrer Prestrud, i likhet med de fleste andre klimaforskere, er at isen på Grønland og Nordpolen smelter. Istapet fra Grønlandsisen er på cirka 50 kubikkkilometer i året. I år oppdaget forskere for første gang åpen sjø ved Nordpolen. - Teoriene er todelte, sier Prestrud. - En teori går på at økt issmelting forrykker balansen i havet ved at ferskere vann tilføres Grønlandshavet. Sjøvannet blir ikke så kaldt og salt som tidligere. Det blir lettere, synker ikke ned i samme grad, og dypvannsdannelsene reduseres. Vi mener å ha belegg for at dypvannsdannelsene har flyttet seg opp i havet: De går ikke lenger på 4000-5000 meters dyp, men ender opp på 2000 meter. Dermed blir trekkraften svakere, og Golfstrømmen kan brytes på sikt. Den andre teorien går på at når temperaturen i havet øker, frigjøres det mer CO2 fra havet, og drivhuseffekten forsterkes.

Borekjerner
Polarforskere trenger en bedre forståelse av måten hele systemet fungerer på og leter etter endringer i dette "hjulet" med kaldt og varmt vann.

- Arktis er et stort og svært vanskelig tilgjengelig hav. Det kan være prosesser i sving som vi ikke kjenner til, sier Prestrud. Isbreer og mengde av drivis er f.eks. viktige overvåkingsparametre for framtidige klimaendringer. Det er satt i gang et større europeisk prosjekt som måler strømmen av is ut Framstredet. For å tallfeste volumet av is som driver ut av Polhavet, blir det gjort målinger fra instrumenter plassert 50 meter under isen.

Svalbard (øverst t. h. på ill.) ligger som en navle midt i alt vannet som skal ut og inn av Polhavet. Golfstrømmen bringer med seg varmt sjøvann fra Mexicogulfen. Rundt Svalbard møter det kaldt ferskere vann fra Polhavet. 95 prosent av vannet som skal ut av Polhavet, går ut i Framstredet mellom Svalbard og Grønland.

Polarområdene er ekstra sensitive for klimaendringer. Temperatur-
endringer her kan gi langt større konsekvenser for miljøet enn den ville gjort i f.eks. tropiske strøk. "Albedoeffekten" handler om at hvit havis, snø og isdekte områder på land reflekterer sollys og holder polarområdene kalde. Når isen smelter eller snøsesongen bir kortere, kommer det mørke sjøvannet og bakken fram, absorberer sollyset og får enda mere is og snø til å smelte.

For å kunne varsle klimaendringer tar forskerne ut borekjerner som til sammen er over 3000 m dyp, fra Grønlandsisen. I høst starter et forskerteam med boring på Antarktis. Her kan man hente opp isprøver som er opp til 400 000 år gamle. Gassboblene i isen forteller hvordan atmosfæren var sammensatt i tidligere tider, og man kan bokstavelig talt avlese klimautviklingen fra år til år.

- Borekjernene fra sydpol og nordpol blir å sammenligne med klima-arkiver. Kjernene viser oss hvor fort klimaendringene har skjedd. Fra istid til mellomistid er det ikke snakk om langsomme bevegelser, - kun få tiår, sier Prestrud.

PCB i isbjørn
Augusthimmelen på Svalbard er lys på formiddagen. Den er like lys klokken 02.00 på natta når vi rusler nedover veistumpen fra "Huset" i Longyearbyen og ned til "sentrum". Luften er usannsynlig klar. Duggfrisk. Hvordan skal man tro på faktumet at det er funnet ekstreme kvikksølvinnhold i polarmåker på Bjørnøya, eller at PCB i fettvevet hos isbjørn på Svalbard er seks ganger høyere enn i Alaska. - hvor kommer forurensingen fra - i denne idyllen?

- Forurensningene kommer sannsynligvis fra Tyskland og andre industrialiserte områder i sentral-Europa og USA, sier Pål Prestrud.
- De kommer hit med luftstrømmene.

Igjen har Svalbard en sentral geografisk plassering: Her kan forskerne overvåke langtransportert forurensing. Kunnskapen fra forskningen kan brukes i internasjonale forhandlinger om reduksjoner av bruk og utslipp av klorerte organiske forbindelser. PCB-en fraktes hit med luftstrømmen, akkumuleres i næringskjeden i fettvevet hos dyr. Bjørnen skreller ofte bare fettet av selen som er hovedbyttedyret, og får i seg store doser før den går i hi. Alvorlige skader på hormoner og reproduksjonssystemet kan bli resultatet. Det er allerede oppdaget flere bjørneunger som er hermafroditter.

Så samtidig som Svalbard er unik med tanke på lite lokal forurensing, skiller øygruppa seg ut ved at luftstrømmene bringer den øvrige verdens forurensninger hit?

- Det stemmer. Svalbard har en sentral geografisk plassering i forhold til overvåking av langtransportert forurensing. PCB-en i isbjørnen er luftbåren forurensing. Den samme forurensningen finner vi på Bjørnøya. Ellasjøen her har en av de høyeste verdiene av PCB og DDT som er påvist i uberørte områder. Forskerne prøver å finne ut om meteorologiske og spesielle klimatiske forhold er årsaken.

Ozon og alger
Forskningsskipet "Lance" fører oss rundt Svalbard og helt inn til den mektige Bråsvellbreen på Nordaustlandet. En mektig isvegg i lys turkis iblandet brunlige nyanser møter oss som et gedigent kunstverk. Alt er stille. Vi er stille. Andektige. Plutselig kalver breen foran øynene på oss og verden bølger med ett av liv. Rundt kalvingspunktet ligger nå små isblokker og duver, og det yrer av fugler på havet.

- De spiser av dyreplankton i overflaten. Dette planktonet fungerer som matkammer for både fisk og fugl, forklarer professor Dag Hessen ved Universitet i Oslo. Han studerer forholdet mellom ozon og algeproduksjon. Effekter av UV-stråling på plante- og dyreplankton har også betydning for fisk fordi effektene forplanter seg gjennom næringskjedene. Spesielt kan arter som torsk, sild og lodde rammes, sier Hessen.

Kombinasjonen av klor, lave temperaturer og sollys svekker ozonlaget. Siden forekomstene er mest markert ved Antarktis og Arktis, er polområdene viktige studieobjekter for ozonforskning. Nylig er tidenes største ozonhull påvist over Antarktis, og selv om effektene neppe blir så markert over Arktis, frykter man en fortsatt ozonreduksjon også her.

Ozonlaget er ikke et fast "teppe", men en dynamisk, skiftende prosess. Ozonen er med på å filtrere ut skadelige UV-stråler fra sola. Fjernes strålene, ser forskerne at den biologiske produksjonen øker. Jo mer stråling, dess flere skader på arveanlegg og proteiner. I Antarktis har forskerne funnet at algeproduksjon ned til 20 meter kan bli betydelig redusert med økt stråling. De samme tendensene forventes utenfor Svalbard.

Så langt har studiene primært foregått i ferskvann. Det spesielle med å forske på Svalbard er de klare lokalitetene. Lyset trenger helt til bunns, og i perioder med klarvær ses tydelige effekter på planktonsamfunnet. Det ugunstigste er hvis de kortvarige "vinduene" med lite ozon sammenfaller med marin produksjon i havet.

Himmelen faller ned
Klimaforskning handler ikke bare om menneskers forurensning på jorda.

På toppen av Gruve 7-fjellet overfor Longyearbyen troner Eiscat-radaren som en overdimensjonert parabolantenne. Den store "dyptallerkenen" som måler 14 meter i diameter, sender ut radiosignaler som reflekteres av myriader av elektriske partikler i den øvre atmosfære - sendt ut av solen.

I mai i år ble Eiscat-antenne nummer to tatt i bruk på Svalbard. Denne "parabolen" står fastmontert slik at den hele tiden ser oppover langs jordens magnetfelt. Målet er først og fremst å studere sammenhengen mellom solforstyrrelser og fenomener i øvre del av vår atmosfære.

- Hvis radiosignalene våre treffer på bevegelige partikler, reflekteres signalene og tar farge av bevegelsen. Vi får tilbake signalene med en rekke frekvenser, og siden ulike partikler har forskjellig temperatur, kan vi også måle temperaturen ute i atmosfæren, forteller professor Asgeir Brekke fra Universitetet i Tromsø. - Vi kan til og med måle vindstyrken "der ute".

Hva ser dere etter?

- Vi studerer sammenhengen mellom solforstyrrelser og fenomener i øvre del av vår egen atmosfære. Solstormer på soloverflaten kan f.eks. ha store konsekvenser for satelittkommunikasjon og kan også virke inn på teknisk utstyr nede på bakken, som GPS og elektriske kraftoverføringsnett. Undersøkelsene våre kan også gi oss ny og uventet kunnskap innenfor klimaforskning: Endringer i solforholdene kan påvirke klimaet på jorden.

Svalbard ligger like under det vi kan tenke oss som en trakt i magnetfeltet. Solpartiklene slipper direkte inn, og forskerne får muligheter til helt unike målinger.

At Svalbard er stedet for å foreta disse internasjonale målingene, er ikke tilfeldig. Lik magneten vi studerte i fysikktimene på skolen, der jernfilsponene danderte seg i to bueformede baner rundt, vil elektriske partikler fra sola trekkes mot jordas magnetiske poler i nord og sør. Det unike med Svalbard er at øygruppa ligger like under det vi kan tenke oss som en trakt i magnetfeltet. Det betyr at partiklene som strømmer ut fra sola i vindbyger og stormkast (solvinden), slipper direkte inn, og at forskerne får muligheter til helt unike målinger.

Det mest spennende dere har funnet ut?

- Kanskje at himmelen er i ferd med å falle ned…..!! Laget med ioniserende partikler har vandret nedover med cirka 4 kilometer hvert tiår - fra sekstitallet og fram til i dag. Dette kan ha betydning for klimatiske forhold. Ellers ser vi på atmosfærens temperaturprofil. 90 kilometer over bakken ligger det kaldeste stedet med ca. minus 100 grader celsius. I løpet av 40 år har denne temperaturen avtatt med cirka 40 grader. Samtidig observeres såkalte "lysende nattskyer" i dette høydeområde i økende grad. Vi vet ikke hvorfor og om de skyldes menneskelig aktivitet. Vi har nok av spørsmål å finne svar på, smiler Brekke.

Mr. Svalbard
Botaniker og professor emeritus ved NTNU, Olaf Rønning, går under navnet "Mr. Svalbard". Han har 30 feltsesonger bak seg på øygruppen der han har drevet forskning og kjørt kurs siden 1958. Denne kursvirksomheten er i dag videreført i de såkalte "Svalbardkursene". Lenge før Gudmund Hernes lanserte UNIS, hadde Rønning visjonen om en høyskole i polområdet, og han oppfattes i dag som drivkraften bak NTNU/UNIS´ forskning på Svalbard.

- Jeg begynte å skrive notater til politikere og forskere sent på åttitallet. Svalbard tilbød usedvanlig gode opplæringsmuligheter, blant annet på geologi- og botanikksiden. Mange av mine notater lå til grunn for den interdepartementale innstillingen som kom i 1989, sier Rønning som ikke ønsker store ord om seg selv.

- I mine tanker skulle Universitetet på Svalbard omfatte en del forskning og planlagte kurs. Jeg hadde aldri turt forestille meg at UNIS skulle bli så stort som det er i dag! sier han.

Gjenreis Norge som polarnasjon!
Direktør Gunnar Sand ved SINTEF har engasjert seg i utviklingen av Svalbard som arena for utdanning og forskning gjennom lederrollen i den årlige Studietur Nord. Han mener myndighetene bør ta mål av seg å gjenreise Norge som polarforskningsnasjon.

- Ved århundreskiftet var Norge ledende på feltet. Trekløveret Nansen, Amundsen og Sverdrup utforsket store landområder, og gjorde vitenskapelige undersøkelser som vakte oppsikt. De var etterspurte foredragsholdere i vitenskapelige selskap over hele kloden. Samtidig sørget de for en suveren markedsføring av Norge. I dag har vi mistet denne posisjonen. De senere år har vi konsentrert oss om å bygge infrastruktur på Svalbard - som i stor grad kommer andre land til gode. Vi har ikke maktet å følge opp egen forskning i samme grad.

To ting bør gjøres, i følge Sand: Bevilgende myndigheter - og forskningsmiljøene selv - bør konsentrere midlene omkring noen få satsingsområder, i stedet for å spre pengene ut på flere hundre prosjekter. Vi må erkjenne at vi ikke kan bli gode på alt! I lys av det bør Gudmund Hernes' visjoner og opptrappingsplan for norsk polarforskning, hentes fram igjen.

- Vi har alle forutsetninger for å lykkes. Gode miljøer nyter allerede internasjonal respekt. Men vi er langt fra ambisjonene og resultatene fra forrige århundreskifte, sier Sand.

På de videre web-sidene viser vi noen eksempler på forskning fra NTNU og SINTEF på Svalbard.