Hopp til hovedteksten
Bilde7a_sol.JPG
Foto: Vidar S. Lien
Utskriftsvennlig versjon

På forskningstokt i vesterled

Oseanograf Vidar S. Lien har vært på forskningstokt i Islandshavet med norske og internasjonale kollegaer. Her forteller han om toktet og de oseanografiske metodene og utstyret som er i bruk. Han deler også litt sagahistorikk, forskningsromantikk og poetiske naturskildringer der han følger i vikingene sin farlei.     

Selv om solen skinner, tar ikke forskningen ferie. I juli var havforskere fra Norge og Nederland på forskningstokt i vesterled med håp om å avdekke noen av Islandshavets hemmeligheter.

Mot vest med fullastet skip

Torsdag 18. juli la forskningsfartøyet «Håkon Mosby» fra kai i Tromsø og satte kursen mot vest. Om bord er oseanografer fra Havforskningsinstituttet og Woods Hole Oceanographic Institution i USA. I tillegg til forskere og mannskap, er båten fullstappet med instrumenter og utstyr for oseanografiske undersøkelser. I motsetning til vikingene, som dro ut i sine langskip for å søke kunnskap om nytt land, drar havforskerne ut med sine forskningsskip for å søke kunnskap om havet. Målet med dette forskningstoktet er å kartlegge strømforholdene i Islandshavet og utvekslingen med Norskehavet. Det har lenge vært kjent at relativt varme og salte vannmasser fra Atlanterhavet strømmer nordover på østsiden av Danmarkstredet mellom Island og Grønland og videre østover langs Islands nordlige kyst. Samtidig strømmer kalde og ferskere vannmasser, som inneholder smeltevann fra Grønland og Arktis, sørover langs Grønlands østkyst. Det som imidlertid er mindre kjent, er hvordan og hvor mye disse vannmassene blander seg når de passerer hverandre i Islandshavet. Man ønsker også å vite mer om hvor mye av det kalde og relativt ferske vannet fra Grønlands østkyst som finner veien gjennom Islandshavet og inn i Norskehavet.

Kart over Norskehavet og Islandshavet med seilingsrute

Kart over Norskehavet og Islandshavet med seilingsrute (grønn linje). Røde linjer viser nasjonale økonomiske soner. Rosa trekanter viser posisjoner til forankrede lydkilder. Røde og svarte trekanter viser utslippspunkter for hhv. RAFOS- og Argo-bøyer. I seks av RAFOS-posisjonene ble det også sluppet ut SVP-overflatebøyer. Strømmålingsrigger er anvist med turkise trekanter.
 

 

«Go with the flow»

Det viktigste oseanografiske instrumentet er CTD’en (Conductivity-Temperature-Depth), som måler saltholdigheten og temperaturen nedover i dypet. Ved hjelp av denne informasjonen kan også sjøvannets tetthet beregnes. CTD-målinger gir derfor informasjon om havets viktigste fysiske egenskaper. Uten en CTD med på havet, er oseanografen som en blind mann uten stokk. Med mange målinger spredt utover et større område, får man imidlertid et romlig bilde av saltholdighet, temperatur og tetthet. Og nettopp geografiske variasjoner i tetthet er èn av årsakene til at havstrømmer oppstår.

For å få informasjon om strømforholdene i Islandshavet, benytter vi et overvåkningssystem som kalles RAFOS. Det består av forankrede lydkilder som plasseres rundt omkring i Islandshavet, og som sender ut lavfrekvente lydsignaler to ganger i døgnet. Disse lydsignalene fanges så opp av bøyer som flyter passivt i omtrent 500 meters dyp. Etter en forhåndsbestemt tid, typisk ett til to år, stiger bøyene opp til overflaten og sender alle sine data via satellitt. Da kan man i ettertid beregne drivbane basert på når bøyen har fanget opp lydsignalene fra de ulike kildene. På dette forskningstoktet er det satt ut syv forankrede lydkilder og 25 bøyer spredt utover hele Islandshavet, fra Danmarkstredet i sørvest til Jan Mayen i nordøst.

Lydkilderigg

Lydkilderigg klar for utsetting. Modul med batteripakke i forgrunnen og resonnansrør (gult) med lydkilde i bakgrunnen. Til venstre sees plastbelagte glasskuler som benyttes til oppdrift. Se flere bilder i bildekarusell nederst i saken.
 

Foto: Henrik Søiland

Røft og kaldt mot skjørt og fininnstilt

Mens det forankrede utstyret med sterke tau og grått jern er røft og kaldt som værforholdene man vanligvis møter her, er de frittflytende bøyene skjøre og fininnstilte som det arktiske økosystemet. Klare som en solskinnsmorgen, flyter de glasskledde bøyene lydløst omkring dypt nede i havet. Etter at de slippes over ripa, synker de sakte ned til de møter sjøvann med tilsvarende tetthet. Siden sjøvannets tetthet endres lite under de øverste vannlagene, må bøyenes vekt være nøyaktig innstilt. Ett gram endring i vekt gjør at bøyen vil flyte 50 meter dypere eller grunnere enn planlagt. Èn vanndråpe kan være nok til å ødelegge forskningsresultater fra et helt hav.

I tillegg til RAFOS-bøyene, er det satt ut seks Argo-bøyer.Disse bøyene, som er oppkalt etter et skip fra gresk mytologi, driver passivt med strømmene dypt nede i havet (normalt 1000 til 2000 meter dypt), for så å stige til overflaten hver 10. dag når bøyenes volum øker og de flyter opp. Hver gang de stiger opp måler bøyene saltholdighet og temperatur i vannsøylen, og i noen tilfeller klorofyll og oksygen. Ved overflaten sendes disse dataene og bøyens posisjon via satellitt, før bøyene dykker ned igjen.

En tredje type bøyer er såkalte SVP-er (Surface Velocity Program drifters). De er små kuleformede bøyer som ligger i overflaten og driver fritt med strømmen. Ved hjelp av satellittposisjonering får man daglig informasjon om bøyenes drivbaner. Siden det først og fremst er havstrømmene som er interessante, reduseres påvirkningen fra vind ved at disse bøyene utstyres med et seil som flyter i 15 meters dyp.

Lagransk og Eulersk beskrivelse

Måleinstrumenter som følger strømmen de observerer, slik som de tre typer instrumenter nevnt over, gir en såkalt Lagrangsk beskrivelse av strømforholdene, oppkalt etter den italienske matematikeren Joseph-Louis Lagrange (1736–1813). Dette gir et godt romlig bilde av strømforholdene. Som en del av det pågående forskningsprosjektet, søker vi også økt kunnskap om hvor store volum sjøvann som transporteres mellom Islandshavet og Norskehavet. Da er det mer hensiktsmessing med forankrede instrumenter som måler strømhastighet og retning i et fast punkt. Dette gir en såkalt Eulersk beskrivelse av strømforholdene, oppkalt etter den sveitsiske matematikeren Leonhard Euler (1707–1783). Slike målinger gjøres ved hjelp av akustiske instrumenter som kalles ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler). Disse instrumentene sender ut lydsignaler, akkurat som et ekkolodd, som så reflekteres av partikler i vannet (for eksempel plankton). Deretter registrerer instrumentet frekvensen til de reflekterte lydsignalene og utnytter doppler-effekten til å beregne hvor raskt partiklene, og dermed også sjøvannet, beveger seg i forhold til instrumentet. Doppler-effekten er, kort fortalt, at lyden fra alt som beveger seg fra oss vil få lengre bølgelengde og dermed lavere frekvens fordi lydkilden «kjører fra» lyden. Dermed blir lyden dypere. For lydkilder som beveger seg mot oss er det omvendt; lyden blir høyere. Det er derfor sirenene fra en sykebil høres forskjellig ut når den kjører mot oss (høyere sirener) sammenlignet med når den kjører ifra oss (dypere sirener).

Sønnafor sol og nordafor måne

Det er sommer på nordkalotten nå. I arktiske strøk sender sola sine livgivende stråler ned mot bakken døgnet rundt. Så også på havet, hvor en kort og hektisk algeblomstring danner grunnlag for alt marint liv. Midt i dette naturens mirakel står forskeren, også han hektisk opptatt, under en spektakulær kveldshimmel farget i varme toner mot nord, og med fullmånen omgitt av mørke, gråblå skyer i sør. For nå skal strømmålingsriggene som ble satt ut under fjorårets forskningstokt skiftes ut. Data skal tappes. Instrumenter skal vedlikeholdes. Batterier skiftes. Før hele riggen sjakles sammen og settes ut igjen. Og samtidig med at sola synker i havet mot nord, synker riggene ned i det kalde og mørke dypet. Der skal de fortsette sin innsamling av verdifulle data, som forhåpentlig vil avsløre noen av Islandshavets hemmeligheter.

Forskningstoktets vestligste punkt ligger like nord for Danmarkstredet, kanskje et av nordkalottens mest værharde områder. Her presses luften mot Grønlands høye fjell, noe som ofte skaper sterke stormer. Men noen dager skinner sola fra skyfri himmel. Vinden løyer og det azurblå havet ligger flatt som et stuegulv. Selv om den arktiske lufta er kald og frisk, varmer sola godt. Det innbyr til en velfortjent hvil ute på dekk. Som hvalrosser ligger forskerne og slikker sol. Mot øst stiger nnølhvalens blåst over horisonten. I vest seiler ett og annet isfjell fra Grønlands veldige iskappe sakte forbi. Tankene går til Eirik Raude og hans mannskap. Hva tenkte de, første gang de fikk se Grønlands evige rekke av fjell kneisende over horisonten? Gleden må ha vært stor da de landsforviste fant nytt land. Men gleden måtte nok snart vike for undring og fortvilelse da landet viste seg å være grått og hvitt heller enn grønt.

Ingen grenser på havet

«På havet er der ingen grenser», sies det. Det gjelder også for forskningen. For å få et sammenhengende bilde av de fysiske forholdene i De nordiske hav, trenger man internasjonalt samarbeid. Forskningstoktet er et samarbeid mellom forskningsinstitusjoner i Norge, USA og Tyskland. I tillegg utfyller målingene tilsvarende observasjoner som gjøres av islandske havforskere. Sett i et enda større perspektiv, går dataene fra Argo-bøyene inn i et globalt nettverk som inkluderer mer enn tre tusen bøyer spredt utover alle verdens hav. Disse dataene er fritt tilgjengelige på internett (http://www.coriolis.eu.org/Observing-the-ocean/The-latest-30-days-of-data/Argo-Data), og brukes blant annet til å beregne endringer i havets totale varmeinnhold som følge av naturlige og menneskeskapte påvirkninger på klima.

Strandhogg på Island

En av riggene med strømmålingsinstrumenter som ble satt ut i fjor, ble dessverre også offer for menneskelig påvirkning: En fiskebåt var uheldig og fikk noe ganske uventet i trålposen. Utstyret ble tatt opp og levert i nærmeste havn. Derfor ble det under årets forskningstokt et strandhogg på Islands nordøstlige kyst, nærmere bestemt Raufarhöfn, et lite tettsted som ligger på østsiden av Melrakkaslètta (Polarrevsletta på norsk). Det ble et stort oppbud rundt havnen i det lille fiskersamfunnet med bare to hundre innbyggere da et skip fra Norge la til kai. For et slikt syn er nok sjeldnere nå enn tilbake på midten av forrige århundre, da det eventyrlige sildefisket gjorde tettstedet til Islands nest viktigste havneby for fiskeindustrien med over to tusen innbyggere og hyppige havneanløp. Den naturlige havnen har gitt fiskere og andre langveisfarende en trygg havn i over tusen år, selv om ikke alle anløp endte like lykkelig. Torgeir Hàvarsson fra «Soga om Fostbrørne» endte sine dager om bord i sitt skip her. Han ble hauglagt ikke langt fra Raufarhöfn. Vårt anløp, derimot, forløp uten videre dramatikk.

En gigantisk karusell i Lofotenbassenget

Godt vær med lite vind er en forutsetning for at det oseanografiske utstyret skal kunne settes ut, og denne gangen hadde forskningstoktets leder åpenbart husket å bestille godt vær. Dette gjorde at man tross en tettpakket og ambisiøs toktplan likevel fikk lagt inn en liten bonus. Midt i Lofotenbassenget ligger en strømvirvel og spinner rundt som en gigantisk karusell – over 80 kilometer i diameter. Ved hjelp av strømmålingsinstrumenter montert under  båten, kan forskerne observere selve virvelen. Nærmest som små barn på skattejakt leter de seg fremover mot sentrum av virvelen. Hastigheten avtar fra 60 centimeter i sekundet i virvelens ytterkant til praktisk talt stillstand i dens sentrum. Og der venter den store skatten: Den spektakulære CTD-målingen som vil vise jevn temperatur og saltholdighet helt fra overflaten og ned til rundt 1000 meters dyp. Denne gangen er intet unntak. Under det soloppvarmede overflatelaget varierer både temperatur og saltholdighet innenfor en hundredel helt ned til 700 meter. Der ligger det et tynt sjikt hvor temperaturen avtar og saltholdigheten øker marginalt og som viser hvor dypt ned vinterens vertikale blanding nådde. Deretter er det igjen helt stabilt ned til 1200 meters dyp. Under dette avtar både temperatur og saltholdighet kraftig. Ingen steder nord for 60°N vil man finne så varmt vann så dypt nede som akkurat her. Etter en «seightseeing» til Norskehavets kanskje mektigste naturfenomen, som ligger ute i Lofotenbassenget og mates av Den norske atlanterhavsstrømmen, går forskningstoktet mot sin avslutning. Men til neste år, når sommersola atter skinner sørover mot Islands nordlige kyst, vil havforskerne vende tilbake for å hente sine data, lik en flokk hvaler som foretar sin årlige vandring til rike beiteområder. Enn så lenge, fortsetter ferden gjennom dis og tåkebanker på vei mot ny kunnskap.