Nya redskap revolutionerar polarforskningen

Det är mer än hundra år sedan norrmannen Roald Amundsen vann kampen om att först nå Sydpolen.
– Största skillnaden i Antarktisforskning idag jämfört med för hundra år sedan är att expeditionerna inte längre innebär risk för livet. Förr hände det ju att upptäcktsresande dog ute på fältet, säger polarforskaren Anna Wåhlin.

Det var också vad som hände vintern 1912 under Terra Nova-expeditionen. Den engelske kaptenen Robert Scott, som redan deltagit i flera Antarktisexpeditioner och som var den som förutspåddes först nå Sydpolen, omkom efter stora svårigheter den 30 mars. Konkurrenten Roald Amundsen återvände till Norge som den förste som nått fram till den sydligaste punkten på jorden.

– För hundra år sedan var Antarktis verkligen en vit fläck på kartan. Nu vet vi ju mycket mer om hur omständigheterna är där, säger Anna Wåhlin, professor i oceanografi.

Tillsammans med forskarkollegan Sebastiaan Swart pratar vi om hur tekniken inom polarforskningen utvecklats genom åren.
– Det har skett en i det närmaste exponentiell tillväxt i hur vi forskare samlar data och hur kvaliteten är. Idag kan vi mäta så mycket mer än bara för ett par decennier sedan, säger Sebastiaan Swart.

När ett forskningsfartyg för tio år sedan lämnade Kapstaden med sikte på Antarktis så samlades bara ett trettiotal havsprover in på vägen, medan kostnaden fortfarande var stor.
– Den exponentiella ökning vi har fått genom automatisering och användning av undervattensrobotar ger inte bara tiotusentals fler mätningar i området, utan det ger oss också kontinuerliga mätningar under hela året. Tidigare var vi hänvisade till sommaren och hade ingen aning om vad som skedde de andra årstiderna, allra minst på vintern. Det som hänt de senaste fem åren är en revolution i havsobservationer, säger Sebastiaan Swart.

En av förklaringarna till framstegen är undervattensfarkosterna, det vill säga obemannade robotar som kartlägger havet under ytan. Via satelliter skickar farkosterna information om exempelvis vattnets strömningshastighet, temperatur, salt- och koldioxidhalt.

Ett viktigt mål med data från undervattensfarkosterna är att förstå det samspel som råder mellan Södra ishavet och jordens klimat och hur de påverkar varandra. Den bristande kunskap som råder i dessa frågor är en av de största osäkerheterna i dagens klimatprognoser.

– Vi får inte heller glömma det internationella nätverket Argo med de drygt 3 000 bojar som flyter i havet och kontinuerligt mäter och samlar in data. Skillnaden är stor jämfört med polarforskningens barndom när en forskare sänkte ner en flaska i havsvattnet, håvade upp den, mätte temperatur med termometer och antecknade resultatet på en papperslapp, säger Anna Wåhlin.

Med undervattensrobotar är det möjligt att komma under glaciärerna. Till sommaren får Göteborgs universitet sin första större autonoma mätfarkost, en så kallad AUV, drygt sju meter lång. Men de mindre versionerna av undervattensrobotar, havsglidare, har redan prövats. Under en expedition till Antarktis i vintras använde forskarna en flotta av fem sådana glidare.
– Antarktis kontinent fördubblas under vintersäsongen. Vi planerar att skicka glidare under havsisen i år eller senast nästa år och för första gången förhoppningsvis få mätningar under isen vintertid i Södra ishavet, säger Sebastiaan Swart.

Med hjälp av de fem glidare som användes under vinterns expedition upptäckte forskarna nya processer i havet som de inte kände till förut, och som varit omöjliga  att upptäcka utan den nya tekniken. Till exempel att havet genom fytoplankton absorberar mer koldioxid än man tidigare trott.

– Vi såg att planktonen växte under en till två månader längre än vi trott, säger Sebastiaan Swart.

Med undervattensrobotar är det möjligt att komma under glaciärerna. De mindre versionena, havsglidare, har redan prövats av sydafrikanen Sebastiaan Swart (till höger).

Forskarna fann att det finns mängder av små virvlar i Antarktiska oceanen, cirka 10 kilometer i bredd. En viktig upptäckt eftersom strömmar och havsvirvlar förändrar fysiken i havet och påverkar hur mycket värme som havet  kan absorbera.

– Djuphavet fungerar som värmelagring för jordklotet. Släpper man ut den värmen skulle jorden bli obeboelig. Så havet är väldigt viktigt för att reducera hettan sett ur den aspekten, säger Sebastiaan Swart.

Gemensamt för polarforskare förr och idag är att det inte alltid blir som planerat.  Forskaren Thomas Dahlgren, nyligen på väg med en brittisk forskningsexpedition till Antarktis för att studera små djur under glaciärisen, fick vända på grund av för mycket packis på vägen dit.
– Men även om vi inte nådde hela vägen så har jag fått bra prover på djur som lever på botten Weddellhavet, randhavet till Antarktiska oceanen, säger Thomas Dahlgren på en knastrig telefonledning från Port Stanley.

Hela Weddellhavets grunda del är dåligt känd på grund av den stora ismassans utbredning.
– Vi fick helt unika prover på djurlivet från bottnarna där, många helt okända arter.

För mycket packis gjorde att Thomas Dahlgren och hans kollegor inte nådde fram till Antarktis under vårens expedition. Men han fick ändå med sig unika prover hem.

Med sig har Thomas och hans forskarkollega Adrian Glover nu 300 burkar med millimeterstora djur. Alla har fotograferats i levande tillstånd. Och med ny DNA-teknik kan forskarna få information om exempelvis hur stora populationerna varit i historisk tid och hur isolerade olika områden varit från varandra. Dessa data kan användas för att förstå isarnas tidigare utbredning.

– Kartläggningen av djurlivet är lika viktigt som att kartlägga bottnar eller mineralfyndigheter. Kunskapen om djuren och om deras DNA kan användas på många sätt, till exempel för att studera effekterna av klimatförändringar. Genom kunskaper om djurlivet kan vi också ta reda på hur miljön såg ut kring Antarktis i historisk tid och få ny kunskap om hur allvarlig dagens klimatförändring är för Antarktis isar, säger Thomas Dahlgren.

Vad påverkar då att flytande glaciärer smälter och försvinner i accelererande fart?
– Det verkar vara varmvatten från djuphaven som smälter isen underifrån. Jag samarbetar med Anna Wåhlin i den frågan. Vi attackerar problemet från två olika håll, där jag med djurlivets hjälp försöker förstå vad som händer med klimatet, säger Thomas Dahlgren.

Lyssna även när Anna Wåhlin och Thomas Dahlgren gästar Centrum för hav och samhälles podd