Undervandskamera belyser partiklers dans i Diskobugten
Et undervandskamera har leveret ny indsigt i, hvordan mikroskopiske partikler i smeltevandet kan sætte skub i algers vækst og fjerne CO2 fra atmosfæren.

Se, hvordan det specialudviklede undervandskamera giver forskere ny indsigt i, hvordan jern-rige sedimenter, en vigtig næringskilde for alger, opfører sig på havet. (Video: Kristian Højgaard Nielsen / med optagelser fra Thor Markussen)

Jernrige sedimenter er en afgørende næringskilde for alger. Et specielt udviklet undervandskamera leverer nu et helt nyt indblik i sedimenternes egenskaber og adfærd i havet.

Og det har vist sig, at det går noget anderledes for sig, end mange forskere først troede.

Det lader til, at jernpartiklerne ikke blot bliver aflejret ved kysten, men at de også bliver transporteret længere ind i fjorden og ud mod havet.

Marine alger Grønland  undervandskamera CO2 CENPERM Arktis havvand næringsstoffer Disko Bugt gletsjer smeltevand partikler sediment ferskvand mikroplast

Thor Markussen ombord KU’s forskningsfartøj, Porsild. Han er ved at nedsænke det nyudviklede kamerasystem for at granske de bittesmå partikler i Diskobugtens kolde, arktiske vand. (Foto: Jeppe Dalskov Frederiksen)

Her optager marine alger næringsstoffer fra havvandet, hvilket er en afgørende komponent i havets evne til at fjerne CO2 fra atmosfæren.

»Det foregår i meget lille skala; individuelle partikler, der kun er enkelte mikrometer store, hænger sammen eller hober sig op. Men det skal ses i forbindelse med processer i meget stor skala og i sidste ende med havets evne til at absorbere atmosfærisk CO2,« fortæller studiets hovedforfatter Thor Markussen fra CENPERM, Center for Permafrost, ved Københavns Universitet.

Resultaterne blev publiceret tidligere på året i det videnskabelige open-access-tidskrift Scientific Reports.

LÆS OGSÅ: Store mængder sensommerregn får Grønlands is til at smelte endnu hurtigere

Smeltende gletsjere pumper jern ud i havet

Smeltevand fra Grønlands enorme iskapper transporterer store mængder sedimenter fra land ud i havet.

Marine alger Grønland  undervandskamera CO2 CENPERM Arktis havvand næringsstoffer Disko Bugt gletsjer smeltevand partikler sediment ferskvand mikroplast

Jernrige mikroskopiske partikler filmet i Disko Bugten ved hjælp af det nye kamerasystem. Billedets bredde er 22 mm. (Foto: Thor Markussen)

Sedimenterne består af bjergartsfragmenter og jord, der gennem flere tusind år er blevet pulveriseret af gletsjerne, i takt med at de bevægede sig hen over land.

Sedimenterne indeholder grundstoffer som eksempelvis jern.

Jernmængderne i havvandet er en afgørende næringskilde for marine alger og har stor betydning for algernes vækst og dannelsen af havets fødekædes nederste led.

Algerne er også naturens egen måde at optage og lagre CO2, fordi de fjerner atmosfærisk CO2, i takt med at de vokser.

Men når det gælder den arktiske regions kolde farvande, ved forskerne overraskende lidt om, hvorvidt jernmængderne bliver transporteret ud i fjorden, hvor marine alger så kan guffe i sig, eller om det bliver aflejret og fastholdt tættere på kysten.

LÆS OGSÅ: Afsmeltning fra Indlandsisen har ikke hæmmet havcirkulationen

Undervandskamera opsnappede mærkværdige sedimentklynger

Marine alger Grønland  undervandskamera CO2 CENPERM Arktis havvand næringsstoffer Disko Bugt gletsjer smeltevand partikler sediment ferskvand mikroplast

Fnug filmet og analyseret i laboratoriet. De uregelmæssige faconer dannes i takt med at jernet tilsættes. »Man ser de mest mærkværdige faconer blive dannet,« fortæller Thor Markussen. »Nogle af dem ligner flyvende flagermus.« (Foto: Thor Markussen)

Forskerne havde tidligere en hypotese om, at en stor del af jernmængden hægtes fast på sedimentpartiklerne, som så ophobes til såkaldte 'fnug'.

Forskerne formoder, at disse fnug er kugleformede, hvilket gør, at de, ganske kort tid efter at de er blevet transporteret ud i fjorden, kan synke ned til bunden af vandsøjlen, og fastlåse jernet, så det er utilgængeligt for algerne.

Men de ophobede partiklers adfærd i Arktis har længe været lidt af et mysterium.

For at observere fnuggene i aktion modificerede Markussen et kamera, som han nedsænkede i Diskobugtens kolde vand ved den vestgrønlandske kyst, hvor sedimenterne er særligt jernholdige.

»Vi benyttede et nyt kamerasystem, som blev udviklet i forbindelse med mit ph.d.-projekt. Det er et almindeligt SLR-kamera i en beholder, der er udstyret med et laserlys, der belyser partiklerne,« forklarer Thor Markussen.

Ved hjælp af det nye kamera kunne Thor Markussen og hans kollegaer filme sedimentklyngerne i fjorden, og de var meget overraskede over det, de så.

I stedet for regelmæssige kugleformede figurer observerede de uregelmæssigt formede klynger meget længere væk fra kysten, end de havde forventet.

LÆS OGSÅ: 11.000 år gamle begivenheder påvirker den grønlandske iskappe

Marine alger Grønland  undervandskamera CO2 CENPERM Arktis havvand næringsstoffer Disko Bugt gletsjer smeltevand partikler sediment ferskvand mikroplast

En flod af plumret smeltevand - rig på sedimenter og næringsstoffer - strømmer i retning af Disko Bugt. Snuden af Kuannersuit Sulluats udløbsgletsjers ses i baggrunden. (Foto: Thor Markussen)

Laboratorieeksperimenter bekræftede, at jernet var afgørende

Selvom kameraet tydeligt kunne se partikelklyngernes facon og størrelse, var det ikke i stand til at afsløre med sikkerhed, om de indeholdt jern.

Så forskerne måtte tilbage til laboratoriet, hvor Markussen igangsatte et eksperiment for at afsløre, hvad der skete i havet, i takt med at sedimentklyngerne blev formet, og for at afdække hvilken rolle - om nogen - jernmængderne spillede.

Først nedsænkede han et modificeret SLR-kamera i en beholder fyldt med ferskvand, der desuden indeholdt sedimentpartikler.

En propel sørgede for, at vandet konstant blev blandet, i takt med at Thor Markussen tilsatte jern.

Kameraet optog så fnuggene i takt med, at de blev dannet.

Thor Markussen gentog efterfølgende forsøget i en anden beholder, denne gang med saltvand.

»Det er en efterligning af, hvordan ophobningen finder sted i det dybere saltvand i fjorden eller i fjordens allerøverste vandlag, hvor der er mere ferskvand fra de smeltende gletsjere,« forklarer Thor Markussen.

Eksperimenterne bekræftede, at jern hjælper til at forme de uregelmæssige sedimentklynger, som Thor Markussen observerede i fjorden, og at den uregelmæssige facon gør det lettere for partiklerne at flyde, så de kan transporteres længere væk fra kysten.

LÆS OGSÅ: Forskere: Verdens ældste fossiler er fundet i Grønland

Forskning har betydning for vores forståelse af det globale CO2-kredsløb

Ifølge professor og leder af CENPERM Bo Elberling er den seneste forskning ikke blot et casestudie for at forstå jernmængdernes egenskaber i denne del af Det Nordlige Ishav (Det Arktiske Ocean).

»Thors arbejde er vældigt interessant. Diskoøen har en masse jernrig basaltisk klippe, som måske set i en større arktisk

Marine alger Grønland  undervandskamera CO2 CENPERM Arktis havvand næringsstoffer Disko Bugt gletsjer smeltevand partikler sediment ferskvand mikroplast

Det brune, jernrige, glaciale smeltevand møder det grønne og algerige ferskvand i Disko Bugten. (Foto: Thor Markussen)

kontekst er en vigtig jernkilde,« forklarer Bo Elberling.

Hovedparten af Grønland består af et komplekst sammensat prækambrisk grundfjeldsskjold med gnejser, granitter og metamorfe skifre, som indeholder langt mindre jern.

Derfor kan smeltevandet, der strømmer ud i fjorden ved Diskobugten, være et hotspot for jern for marine alger i hele den arktiske region, forklarer Bo Elberling.

LÆS OGSÅ: Havbakterier er klimaets joker

Kamera kan også studere mikroplastik i havet

Ifølge Thor Markussen kan kameraet også bruges til andet end klimaforskning.

»Det nye kamerasystem kan bruges til at se nærmere på mikroplastik i havet,« fortæller han og fortsætter:

»Det er et voksende problem, som er svært at formidle, fordi vi ikke kan se mikroplasten. Men med det nye kamerasystem kan vi visualisere det og derigennem vise, hvor meget vi forurener miljøet med mikroplasten.«

»Det er et helt andet perspektiv og et eksempel på, hvordan de nye metoder, der blev udviklet til at studere klimaforandringerne i den arktiske region, kan bruges til andre samfundsrelevante problemer,« slutter Thor Markussen.

Marine alger Grønland  undervandskamera CO2 CENPERM Arktis havvand næringsstoffer Disko Bugt gletsjer smeltevand partikler sediment ferskvand mikroplast

Smeltevand fra Grønlands enorme iskapper transporterer store mængder sedimenter fra land ud i havet. De jernrige sedimenter består af bjergartsfragmenter og jord, der gennem flere tusind år er blevet pulveriseret af gletsjerne, i takt med at de bevægede sig hen over land. (Foto: Thor Markussen)

Denne artikel er oprindeligt publiceret hos ScienceNordic. Oversat af Stephanie Lammers-Clark