Mens vi venter på lyset er det ikke alt som går slik vi hadde tenkt oss. Noen ganger er verden rett og slett ikke slik vi hadde trodd. Og noen ganger er man heldig og er på rett sted til rett tid helt uten at det var noen plan bak det. Årets tokt i polarnatta er et godt eksempel på dette.

 

Fullmåne i Kongsfjorden 10 Januar 2020. Måneskinnet ga så klar og god sikt at man så hele Kongsfjorden og alle fjellene rundt. Foto: Geir Johnsen.

De siste årene har det blitt gjort mye forskning på biologiske rytmer i forbindelse med polarnatt og den tydelige døgnrytmen vi finner hos mange organismer. Døgnvandring av dyreplankton med et tydelig 24-timers syklisk mønster er et godt eksempel på dette, men også aktivitetsnivåer hos haneskjell, morild og andre prosesser oppviser en tydelig 24-timers døgnrytme. I den mørke polarnatten må slike rytmer være regulert av biologiske klokker? Hvordan ellers skal organismene klare å opprettholde en døgnrytme?

Biologiske klokker

Det er blant annet gjort mye arbeid på krill i Sørishavet som helt tydelig viser at såkalte klokke-gener spiller en viktig rolle i å opprettholde døgnrytmen. Vi er også styrt av biologiske klokker – er man vant til å spise middag klokken halv fem, sier magen klart og tydelig fra om at nå er det på tide å spise når klokken passerer halv fem. Det samme kan vi se hos for eksempel fugler som er vant til å bli matet på et bestemt tidspunkt – de returnerer til foringsplassen til ganske nøyaktig same tid hver dag. Kroppens biologiske klokker passer tiden!

Det har derfor vært en klar forventing om at vi også i de organismene som er aktive gjennom polarnatten og som oppviser en tydelig døgnrytme, også vil finne bevis på at de styres av biologiske klokker. Alternativet, et tydelig signal fra sola virker for usannsynlig? Til tross for svært mye forskning på dette, har vi til nå funnet lite bevis for at dyreplankton som gjennomfører døgnmigrasjoner bruker biologiske klokker for å styre migrasjonen. Snarere finner vi bevis for at de aller fleste bruker sola som såkalt zeitgeber.

I praksis betyr det at i for eksempel Kongsfjorden, der krill og andre dyreplankton beviselig gjennomfører døgnmigrasjoner hele polarnatten, er det sollyset som er dirigenten. Men ikke alltid direkte. Noen ganger er også månen involvert som en sterk bidragsyter, spesielt ved fullmåne.

Spesiell syklus

Månen har en litt spesiell syklus på høye breddegrader. Om vinteren, når den er ny, vil månen være under horisonten hele døgnet. Når den er full, derimot, sirkulerer månen over horisonten hele døgnet i en kort uke. Dette gjør at perioder av polarnatten brytes opp av et kontinuerlig månelys som i klarvær gir overraskende mye lys hele døgnet. I denne perioden, altså rundt fullmåne, er månen den dominerende lyskilden på himmelen.

Men til tross av at månen er oppe hele døgnet, vil vinkelen mellom horisonten og månen variere. For de organismene som styrer sin adferd og døgnrytme etter dagslyset, vil de derfor gå over fra en 24-timer syklus til en 24.8 timers syklus. De blir til månestyrete «varulver»!

Måneformørkelse

På årets polarnatt tokt har ett av hovedfokus-områdene vært å kunne måle biologisk relevant lys fra både sol og måne, samt bruke avanserte ekkolodd for å se hvordan dyreplankton regulerer sin adferd både i forhold til naturlig og kunstig lys (lysforurensning). Mens vi var i Kongsfjorden, der fullmånen dominerte lysbildet, fikk vi greie på at det skulle være en delvis måneformørkelse den 10 Januar. Dette var informasjon ingen hadde vært klar over på forhånd, men vi fikk den verifisert på en dårlig satellitt forbindelse til Longyearbyen.

Spektral måling av stråling fra månen under og etter måneformørkelsen. Verdier er i W cm-2. Regionen for synlig lys (400-700nm) angitt med en hvit strek. Integrert over synlig lys var reduksjonen på 37%. Det kraftige droppet i irradians ved ca 750nm er et resultat av absorbsjon fra O2 i atmosfæren.

Måneformørkelsen skulle finne sted kl 20:10 samme kveld, og den skulle være på ca 90%. Med folk og utstyr allerede rigget for å studere månelys og bevegelser i vannmassene, ble derfor stemningen meget stor og entusiastisk når vi ble klar over dette. For en fantastisk mulighet til å se hvordan månelyset direkte påvirker organismene! Det ble hektisk aktivitet ombord for å planlegge og tilrettelegge for å utnytte denne store og uventede muligheten. Alle mann på dekk og ut i småbåter for å gjøre målinger vekk fra det lysforurensende forskningsskipet! Problemet var bare at etterhvert som formørkelsen skulle utfolde seg, forble Kongsfjorden badet i månelys, uten at man med øyet kunne se noen særlig forskjell.

Det viste seg etterhvert at dette ikke dreide seg om en umbral måneformørkelse («ekte» formørkelse der månen kommer inn i skyggen fra sola), men en såkalt penumbral formørkelse der månen kommer inn i den ene sideskyggen av jorda. Under en slik formørkelse forblir hele månen synlig, og det er vanskelig å skille den fra en vanlig fullmåne. Selv om formørkelsen ikke var spesielt imponerende ved første øyekast, viste målingene et litt annet bilde. Under den maksimale formørkelsen var månelyset redusert med nesten 37% sammenliknet med månelyset etter at formørkelsen var slutt kl 22:10.

«Varulv». Svartåte er et av rovdyrene i den arktiske polarnatten som lar seg styre av månelyset. Foto: Geir Johnsen.

Mengdemålinger av fisk og dyreplankton viste derimot ikke noen endringer i hverken mendge, bevegelse eller plassering i vannkolonnen. Det var med andre ord ikke mulig å måle noen klar respons på formørkelsen, muligens på grunn av nettopp det faktum at det var stjerneklart og klart vann. Mesteparten av fisk og dyreplankton så ut til å i utgangspunktet ha trukket litt ned i dypet for å unngå å bli spist av nattaktive «varulver».

lignende nyheter