Dyrelivet i verdenshavets ukjente fjellheim - Den midtatlantiske rygg

Av Odd Aksel Bergstad og Olav Rune Godø, forskere ved Havforskningsinstituttet

Dersom verdenshavene plutselig ble tømt for vann, ville mange bli overrasket over det nye landskapet som dukket fram. Dagens svære dyphavsbasseng ville framstå som enorme flate sletter og utgjøre det helt dominerende landskap kloden rundt. Et fåtall spisse fjelltopper ville stikke opp her og der, og kontinentalsokler og dagens lavlandsområder ville fortone seg som høysletter på 3000-4000 m ved foten av gigantiske fjellformasjoner som Alpene, Himalaya, Andes og Rocky Mountains.  Mest overraskende ville nok likevel vært et verdensomspennende nettverk av ”nye” fjellkjeder. En av disse, Den midtatlantiske rygg, ville dele de atlantiske slettene i to mer eller mindre symmetriske deler og være én virkelig markant formasjon på verdenskartet. Ryggen ville bukte seg uavbrutt fra Polslettene til Sørisslettene, og Island, Azorene og mange nye flotte fjelltopper og høydedrag  ville bli attraktive stoppesteder for transatlantiske reiser. Kløftene i ryggen, f.eks. Charlie-Gibbs Fracture Zone, ville utgjøre naturlige transportveier mellom Amerika og Europa, omgitt av spektakulære bratte skrenter og dype sidedaler.

Hadde vannet vært borte, ville vi nok dessuten for lengst hatt god kunnskap om hvilket dyreliv som fantes både på dyphavsslettene og i de midt-oseaniske fjellkjedene. Det er enkelt å observere på land og i luft, i vårt eget naturlige miljø. Men vannet er fortsatt et nokså utilgjengelig medium for oss mennesker, og derfor er vår kunnskap og forestilling om havet og dyrene som lever der fremdeles altfor begrenset. Dette er en utilfredstillende situasjon, men med nysgjerrigheten som drivkraft kan observasjonsutfordringen takles. Det internasjonale MAR-ECO prosjektet, som koordineres av Havforskningsinstituttet og Universitetet i Bergen, har nettopp som hovedmål å overvinne observasjonsproblemene for a vinne ny kunnskap om dyrelivet i åpent hav, med særlig fokus på Den midtatlantiske rygg.

Under sommerens to-måneders ekspedisjon med FF G.O.Sars arbeidet forskerne i havområdet mellom Island og Azorene, en strekning tilsvarende distansen fra Lindesnes til Nordkapp. De beste kart over bunnforholdene var tilgjengelige, likeså ulike fysiske og biologiske data fra tidligere tokt og fiskerier, men dette var bare til begrenset hjelp. Havbunnen er svært kupert, med dype daler på 4000m omgitt av en mengde grunne topper på bare 600-1000m. De midtoseaniske ryggene dannes ved at jordskorpens plater beveger seg fra hverandre som følge av vulkansk aktivitet over millioner av år. En sentral dal strekker seg mer eller mindre uavbrutt midt langs ryggen, og dette er det yngste området. Bunnen består av masse forrevent vulkansk fjell og stein. Bare innimellom toppene og i de dype dalene er det store flater med myk bunn.

Den midtatlantiske rygg er en såpass stor formasjon at den påvirker strømforhold og vannmassefordeling i nordatlanteren, sterkest i dypere vannlag. Dypvannet strømmer på tvers av ryggen gjennom dalfører eller furer. Rundt de grunnere toppene kan strømhastighetene være spesielt høye. Strømmene nær overflaten er mer upåvirket av topografien, og her er det fronter mellom kaldt vann fra nord og varmt og salt vann fra sør som er dominerende og av stor betydning for utbredelsen av ulike dyrearter. Den nordatlantiske drift som er en forlengelse av Golfstrømmen, krysser ryggen fra vest mot øst omtrent midtveis mellom Island og Azorene, og i frontområdet (Den sub-polare front) mot det kalde vannet fra nord er det spesielt interessante prosesser som påvirker plante- og dyrelivet. MAR-ECO ønsker å belyse utbredelse og tallrikhet av ulike arter dyr i forhold til miljøforholdene, og i dette området er det kombinasjoner av bunnforhold, dyp og vannmassefordeling som er viktige for å karakterisere de ulike leveområdene. Og prosjektet arbeider både oppe i vannsøylen og nede ved bunnen.

Forholdene på Den midatlantiske rygg stilte fundamentalt nye krav til vår måte å observere og kvantifisere marint liv på. Kunne vi greie å oppnå en komplett dekning av en vannsøyle som er mer enn ti ganger gjennomsnittsdypet i Barentshavet eller Nordsjøen? Hvordan kunne vi skaffe oss prøver som representerer dyresamfunnene nær bunnen i dette alpelanskapet? Var det realistisk å kunne samle kvalitetsinformasjon om alt liv fra planktonstørrelse (mm) til kval? Forskningsfartøyet G.O. Sars har en unik instrumentering som bidrar vesentlig til løsning av slike problemer, og mye er oppnådd gjennom et unikt samarbeid med norsk industri represnetert ved f.eks. Kongsberg SIMRAD og SCANMAR. Den akustiske  instrumenteringen (ekkoloddene) gir oss under gunstige forhold innsikt i fordeling og mengde av biomassen (reflektert ekkomengde) fra overflaten til nær bunn. Videre viser disse instrumentene hvordan ulike dyregrupper er splittet i lag som vandrer flere hundre meter opp og ned vannsøylen, noen nærmere 1000m, hver eneste dag. Slike observasjoner illustrerer en unik områdetilpasning og hjelper oss å skjønne hvordan gruppene gjensidig påvirker hverandre (hvem spiser hvem). Sammen med data for det fysisk-kjemiske miljøet, er dette nøkkelinformasjon for å forstå økosystemet. Men systemet kan ikke vurderes uten kunnskap om hvilke organismer de ulike akustiske lagene faktisk inneholder. Til dette trengs høyteknologisk prøvetaking med trål og planktonredskaper. Vi må også til enhver tid kunne vite hvor redskapen befinner seg og kunne skille prøver fra ulike dyp. Dette siste ble oppnådd ved å utstyre redskapen med mange oppsamlingsposer. Separasjon av trålprøver fra så store dyp har aldri vært gjort før og krevde spesielle teknologiske løsninger som tillot operatøren å velge hvilke dyp posene skulle åpnes og stenges. Dette var avgjørende for effektiviteten og kvaliteten av undersøkelsen. 

Tråling på bunn i et alpelandskap på flere tusen meters var mulig fordi vi kunne kombinere informasjon fra avansert bunnkartleggingsutstyr og  trålinstrumentering, som viser nøyaktig posisjon til redskapen.  Dermed kunne vi drive nærmest ”kirurgisk prøvetaking” i et meget vanskelig terreng helt ned til 3700m. Men slik prøvetaking er ikke mulig på fjellbunn i vulkanske områder. Til dette var det behov for undervannsfarkoster, og på MAR-ECO ekspedisjonen ble to ulike fjernstyrte farkoster, ROV Aglantha og Bathysaurus, benyttet for å få videoopptak fra både vannsøylen og bunnen. Begge farkostene ble styrt via kabel fra FF G.O.Sars og er produsert av bergensfirmaet Argus Remote Systems. Men prøvetakingen langs bunnen er fortsatt vanskelig når terrenget er ulendt. Gjennom et fruktbart samarbeid med offentlige og private aktører i fiskerinæringen som utløste finansiell støtte og gratis bunkers fra STATOIL kunne vi alliere oss med den fremste ekspertisen for faststående redskaper.  Linefartøyet Loran var tilgjengelig i to uker for å ta prøver i vanskelige terreng med line, garn og teiner. Disse redskapene fanger andre typer organismer enn det tauede redskaper gjør, og undersøkelsen ble derfor mer dekkende.

Når forskningsfartøyer er under kontinuerlig bevegelse fra nord til sør, kan vi da stole på at øyeblikksbilde vi får på hvert punkt gir en gyldig representasjon over tid?  I samarbeid med SIMRAD utviklet vi en instrumentpakke som registrerer akustisk biomasse fordeling og tetthet over tid på ett punkt. Tre slike pakker ble brukt under toktet og en av dem står fremdeles ute og vil, om alt går etter planen, gi oss utviklingen i ett punkt over et helt år. Dette vil gi verdifull informasjon med tanke på å forstå økosystemets dynamikk og årstidsvariasjon.  

Det deltok tilsammen 55 forskere, teknikere og studenter fra 13 forskjellige land på FF G.O.Sars i sommer. I tillegg var et TV-team fra NRK med på første halvdel, og en spesiell deltaker var billedkunstneren Ørnulf Opdahl som hadde sitt eget ”atelier” ombord. På MS Loran hadde Møreforsking i Ålesund det faglige ansvaret, og her deltok fire forskere i tillegg til fiskerne. De vitenskapelige deltakerne representerte ulike fagdisipliner innen oseanografi og biologi, dessuten ingeniører med spesialkompetanse til å bruke all instrumenteringen ombord. Det var en stor utfordring å artsbestemme alle dyrene som ble fanget med de mange ulike redskapene, og dette var en jobb for spesialister på de ulike dyregruppene. Disse taksonomene kunne identifisere en mengde av fiskeartene og blekksprutene, mens mye arbeid gjenstår med alle de ulike dyregruppene som lever i vannsøylen (dyreplanktonet) og langs bunnen. Mye dobbeltsjekking er også nødvendig i årene framover. Derfor er alle resultater som offentliggjøres nå ganske foreløpige, men likevel spennende.

Ekkoloddene på FF G.O.Sars sammen med data for artssammensetningen i ulike vanndyp gir en omfattende oversikt over dyrelivet i vannsøylen. Siden lydsignalene svekkes ettersom de forplanter seg i vannet, var det oppsiktvekkende å observere med ekkolodd slør eller lag av dyr i vannsøylen helt ned til 2500m. Ekkoloddene viste også lag av ulike ”dyresamfunn” høyere oppe i vannsøylen, og disse viste en klassisk vandring opp og ned i vannsøylen i løpet av døgnet. Dette er hva man kaller den mesopelagiske faunaen som om dagen lever i havets skumringssone, men om natten vandrer mot overflaten for å beite. Særlig spennende var observasjon av flere store ringformede registreringer av plankton som vi tror er knyttet til store strømvirvler med diameter opp til 55 km og dybdeutstrekning fra overflaten til neste 1000 m dyp.  Observasjoner  med skipets akustiske strømmåler støttet denne vurderingen. Dette er et eksempel på den nære koblingen det kan være mellom fysikk og biologi.

Blekkspruttaksonomene hadde stort utbytte av MAR-ECO ekspedisjonen og samlingen av blekksput som nå blir deponert ved Bergen Museum vil bli en av vserden beste i sitt slag. Omlag 50 ulike blekksprutarter ble bestemt (av en totalt nesten 800 kjente arter), og av disse er det mange som bare er registrert et fåtall ganger tidligere på verdenbasis. Størrelsen varierte fra et fåtall cm til 1-2 m, og for de fleste er biologien bortimot ukjent. I samlingen finnes det iallefall to nye arter for vitenskapen, og fordi verdens beste eksperter på de aktuelle gruppene var med på toktet kan dette fastslås med stor sikkerhet. Blekksprutene er ofte i en dårlig forfatning når de endelig kommer på dekk etter et langt tråltrekk. Derfor er observasjoner av levende dyr med ROV viktig for denne gruppen. Videoopptak fra ROV Aglantha og Bathysasurus blir meget verdifulle i det videre arbeidet med denne spennende dyregruppen.

Trolig finnes det totalt omlag 20.000 ulike fiskearter i sjøen og ferskvann, og det beskrives fortsatt nye arter. På MAR-ECO ekspedisjonen ble det registrert omlag 180 ulike fisk i vannsøylen, og i tillegg nesten 90 langs bunnen. Men blant de ca. 80000 eksemplarene som ble behandlet og tatt med hjem, er det helt sikkert ubestemte arter og verdensnyheter.  Særlig interesse vakte en sannsynlig ny art av slekten Lophodolus. Denne hører til en gruppe marulker som lever på 1000m eller mer, har fiskestang med lysorgan og ofte såkalte ”miniatyrhanner” som lever nærmest som parasitter på den mye større hunnen. Det finnes også et par andre eksemplarer som allerede på toktet vakte oppsikt blant fisketaksonomene, og disse er nå på vei til eksperter for videre analyse av anatomi og arvestoff. Et oppsiktvekkende høyt antall av fiskene var kjente for vitenskapen, men hadde ikke vært registrert i nordatlanteren før. Dette bekrefter at vi vet altfor lite om dyresamfunnene i dette området og i dyphavet generelt. Et eksempel er en merkelig nesten øyeløs geléaktig fisk med navnet Aphyonus gelatinosus som kun var registrert én gang tidligere ved Azorene. Denne ble funnet to ganger, på 1750-3000 m dyp. Allerede nå er det registrert betydelig interesse fra fisketaksonomer verden rundt for fiskesamlingen fra ekspedisjonen, og gjesteforskere er snart på vei til Bergen.

Dyreplankton ble samlet med flere ulike redskap for å sikre at alle viktige grupper ble fanget, og dessuten vil videoopptak fra ROV og et fransk profilerende kamerasystem bli viktig i de framtidige analysene av forekomst og artssammensetning. Mange ulike dyregrupper er representert såsom krepsdyr, pilormer og en mengde gelatinøse dyr vi vet veldig lite om.

MAR-ECO er opptatt av variasjon i faunaen på en bred geografisk skala. Men særlig viktig er det å undersøke hvordan dyresamfunnene endrer seg på langs og på tvers av Den midtatlantiske rygg. Den mest markante endringen på langs av ryggen skjedde ved kryssing av Den sub-polare fronten mellom det kalde nordlige og varme sørlige området. Denne endringen ble godt dokumentert for mange dyregrupper. Både nord og sør for fronten var det relativt liten endring i artssammensetningen på langs av ryggen på samme dyp. Som forventet endret artssammensetningen seg med dypet, men forskjellene mellom øst og vest var mindre enn ventet. Et spesielt spennende område var kløften Charlie-Gibb’s Fracture Zone hvor mange grupper syntes å være særlig tallrike. Dette kan skyldes at akkurat dette området er spesielt produktivt p.g.a. vannmassekarakteristika som fremmer planteproduksjon som er forutsetning for vekst og formering av dyreplankton. Dessverre var det ikke tid til omfattende studier av slike prosesser, men forhåpentlig vil seinere tokt i andres regi kunne møte denne type utfordringer.  Der det er mye dyreplankton vil det også ofte være mye andre dyr som beiter på disse, det være seg fisk eller til og med hva og sjøfugl. Kval ble talt under hele toktet, og ved de relativt grunne toppene nord for Charlie-Gibb’s var tallrikheten av storkvalarter som seikval og finnkval merkbart høyere enn andre steder.

De kan hende mest spektakulære bildene fra ROVene finnes fra de strømharde områdene rundt undervannsfjellene. Her lever fargerike koraller av ulike typer, glasssvamper, sjøpinnsvin og en mengde andre dyregrupper som vesentlig lever av organisk material som synker ned eller blir tilført med strømmen. Dette er også leveområde for mange fisk, inkludert arter om er utsatt for kommersielt fiskeri. Det ble ikke påvist større korallrev, men det kan ikke utelukkes at slike finnes langs Den midtatlantiske rygg.

MAR-ECO prosjektet har ved sommerens ekspedisjon kommet et langt stykke videre mot en mer omfattende kunnskap om dyresamfunn og økosystemer, men arbeidet er ikke avsluttet. Prosjektet fortsetter fram t.o.m. 2008, og trolig vil flere land bidra med ytterligere tokt i årene som kommer. Men mye av arbeidet vil heretter foregå i laboratorier og muséer både i Norge og andre land basert på materiale og data samlet med FF G.O.Sars og MS Loran. Spesielt bør bergenserne merke seg den sentrale rolle Bergen Museum vil få ved å ha blitt tilført en svær ny samling vitenskapelig material til bruk for studenter, egne forskere og gjester.

MAR-ECO ekspedisjonen er et bidrag til det verdensomspennende forskningsprogrammet Census of Marine Life (www.coml.org). Og høydepunkter fra ekspedisjonen har allerede blitt omtalt i 34 land på 14 forskjellige språk i vitenskapelige tidsskrifter, aviser, på TV og på nettet. Informasjonsarbeidet er av programmet ansett som en mal for andre prosjekter under samme paraply. 

At Norge er med på denne globale innsatsen skaper internasjonalisering og deltakelse i nye faglige nettverk. Dessuten er vår innsats en eksponering av norsk marin teknologi utviklet i et fruktbart og nødvendig samarbeid mellom forskning og industri. Grunnkunnskapen samlet i sommer og i det videre arbeidet vil styrke rådgivningen for forvaltningen av dyresamfunn, ressurser og miljø, og være et betydelig norsk bidrag til den internasjonale utfordringen som ligger i en stadig sterkere utnytting av de internasjonale havområdene verden rundt.

En kortere versjon av dette innlegget ble trykket som kronikk i Bergens Tidende 15. november 2004

(www.mar-eco.no)