De siste tiårene har det nordlige Barentshavet hatt rask oppvarming og økt innstrømming av varmt atlanterhavsvann. Dette har resultert i mindre vinterhavis enn i noen annen del av Polhavet. Forskere vil vite hva disse endringene betyr for økosystemer i Barentshavet.
Av Zoe Koenig*, Morven Muilwijk, Øyvind Foss, Philipp Assmy, Agneta Fransson, Sebastian Gerland og Mats A. Granskog // Norsk Polarinstitut. Karen M. Assmann, Melissa Chierici, Elizabeth M. Jones og Angelika H.H. Renner // Havforskningsinstituttet * Også tilknyttet UiT Norges arktiske universitet
Lufttemperaturene over det nordlige Barentshavet har økt 5–7 ganger raskere enn det globale gjennomsnittet, og varmt vann som strømmer inn fra Atlanterhavet, bringer ikke bare med seg varme, men forårsaker også endringer i det fysiske og kjemiske miljøet i Barentshavet. Forståelsen av hvordan disse faktorene og innvirkningen de har på det marine økosystemet er fortsatt mangelfullt. Årsaken til det er manglende datadekning om høsten, vinteren og våren på den nordvestlige Barentssokkelen, som fortsatt er sesongmessig isdekket.
Mellom slutten av 1990-tallet og begynnelsen av 2000-tallet ble primærproduksjonen (syntese av organisk materiale ved algefotosyntese) i det nordlige Barentshavet hovedsakelig drevet av lengden på sesongen med åpent vann, som bestemmer lystilgjengeligheten i vannsøylen. Med økt varme og mindre havis om sommeren gikk systemet i 2009 fra å være lysbegrenset til å være næringssaltbegrenset. Det vil si at næringssalttilgjengelighet nå spiller en viktigere rolle i primærproduksjon og planteplanktonvekst. Denne forandringen kan endre tidsperioden og størrelsen på primærproduksjonen og i siste instans energioverføringen i det marine næringsnettet. Men vi forstår fortsatt ikke helt hvordan disse prosessene varierer fra sesong til sesong.
I Arven etter Nansen-prosjektet samlet vi inn fysiske, kjemiske og biologiske data fra det nordvestlige Barentshavet. Dette skjedde under fire tokt i 2021, fra senvinter til sensommer, med forhold som spente fra helt isdekket til isfritt. På toktene undersøkte vi et område som strekker seg nordover på den sentrale Barentssokkelen og inn i det tilstøtende Nansenbassenget.
Dataene viser at smeltevann fra havis og tidspunktet for isfrie forhold om sommeren spiller en avgjørende rolle i å regulere varmeakkumulering, lystilgjengelighet, næringssaltnivåer og biologisk aktivitet på tvers av dybder og årstider.
Noen spesifikke sesongmessige funn
- Mars (senvinter): Havet var kaldt og isdekket, med et dypt blandet lag (det øvre havlaget der det skjer blanding) som strekker seg til 90–120 meters dybde. Næringsnivåene var høye, men planteplanktonbiomassen (mengden mikroskopiske alger) var svært lav, sannsynligvis på grunn av lave lysnivåer under isen.
- Mai (tidlig vår): Etter hvert som isen fortsatte å vokse mellom mars og mai, ble det blandede laget dypere og mer saltholdig. Selv om havet fortsatt var isdekket, begynte nivåene av klorofyll-a (en indikator på planteplanktonbiomasse) å øke i de øvre 50 meters dybde, noe som markerte starten på våroppblomstringen. Denne tidlige oppstarten av oppblomstring under dype blandede forhold tyder på at planteplankton kan begynne å vokse under lave lysforhold og før overflatestratifiseringen begynner.
- Sommer: Smeltevann fra havis dannet et ferskt overflatelag med lav tetthet som skapte en sterk barriere mot blanding. Dermed forbrukte planteplankton alle tilgjengelige næringsstoffer i laget. Etter hvert som det ble sommer og lyset trengte lenger ned i vannet, fant planteplanktonvekst sted dypere under overflatelaget, hvor det var tilgang til næringsstoffer.
Vår forskning tyder på at det i et fremtidig isfritt Barentshav, med redusert ferskvannsinngang fra smeltende havis og mindre overflatestratifisering, vil bli mer vertikal blanding og mer overflatenæringsstoffer. Dette vil sannsynligvis igjen øke den årlige nitratbaserte produksjonen og styrke ressursene i hele den pelagiske næringskjeden, fra dyreplankton til fisk, og mulig også karbontransport til dyphavet. På den annen side vil produksjon knyttet til isen bli redusert, noe som vil ha negative konsekvenser for arter som er avhengige av havis som leveområde og matkilde. Uansett er havis som habitat eller ferskvannskilde et sentralt aspekt ved måten barentshavssystemet fungerer på.
Barentshavets er et viktig inngangspunkt for atlanterhavsvann inn i det sentrale Polhavet. Derfor er det viktig å forstå sesongmessige endringer. De fire toktene fra mars til september 2021 fremhevet den nære forbindelsen mellom havis, havforhold og primærproduksjon, og viser hvordan klimaendringer endrer Barentshavets marine økosystem idet Barentshavet går over til å være isfritt.
Denne studien var en del av prosjektet Arven etter Nansen (RCN#276730), som er finansiert av Norges forskningsråd og de deltakende forskningsinstitusjonene.
Les mer:
Koenig Z. et al (2024) From winter to late summer in the northwestern Barents Sea shelf: Impacts of seasonal progression of sea ice and upper ocean on nutrient and phytoplankton dynamics. Progress in Oceanography 220: 103174. https://doi.org/10.1016/j.pocean.2023.103174