Forskere som deltok i GoNorth 2023-toktet har oppdaget et nytt hydrotermisk felt – et havbunnsområde med varmekilder – i Lenatrauet, en del av en midthavsrygg mellom Svalbard og Grønland.

Toktet fikk en vellykket avslutning tross en hendelse tidlig i reisen som førte til at skipet måtte dra til Tromsø for reparasjoner.

En langvarig leting

Forskningsfartøyet Kronprins Haakon brukte ni dager på å lete etter tegn på hydrotermisk aktivitet med en fjernstyrt undervannsfarkost (ROV) i Lenatrauet. ROV-en fant mange slike tegn: mineralforekomster produsert av hydrotemisk aktivitet, fauna som ofte finnes i disse områdene, og varmt vann som kommer ut av havbunnen.

Visse typer fauna er ofte funnet i nærheten av varmekilder. Til venstre for midten: de reke-lignende skapningene kalles for amfipoder. De krøllede trådene til høyre heter rørormer. Det hvite på bildet består sannsynligvis av en blanding av bakterier og mineraler – nok et tegn på hydrotermisk aktivitet. Foto: Ægir 6000/NORMAR/UiB

I begynnelsen var kildene som ROV-en fant av den skimrende typen; disse spruter krystallklart vann, noe som gjør dem synlige på video fordi de skaper en skimring i vannet, men er nesten umulige å se på vanlige bilder. Den hellige gral av hydrotermisk aktivitet er imidlertid den svarte skorsteinen: disse kildene spyler ut varmt vann (noen ganger så varmt som 400°C) som blir svart av kjemiske interaksjoner med bergarter under havbunnen.

De kalles skorsteiner fordi utstrømmingen av varm kjemisk belastet vann som kommer i kontakt med kaldt sjøvann skaper høye, skorstein-lignende strukturer. Forskerne fant flere utdødde skorsteiner under søket. Sent på kvelden, på det som skulle være toktets aller siste ROV-dykk, fant de en som var svært aktiv og anslått til å være så mye som 10 meter høy.

Like før ROV-en kom til skorsteinen filmet den denne strukturen laget av sulfider. Den hadde på seg et enormt antall amfipoder – små reke-lignende dyr som nyter den hydrotermiske varmen. Bilde: Ægir 6000/NORMAR/UiB

Storjubel på Kronprins Haakons konferanserom etter oppdagelsen av den svarte skorsteinen. På bildet: Maja Jæger (UiB), Sabina Strmic Palinkas (UiT), Håvard Stubseid (UiB), Rolf Birger Pedersen (UiB) og Eszter Sendula (UiT). Foto: Daniel Albert GoNorth/SINTEF

Bygger på tidligere funn

At det var hydrotermisk aktivitet i dette området (kalt Lucky Ridge) er noe som ble kjent i 2004. Den gangen hentet det tyske fartøyet Polarstern opp prøver med bunnskraper, og fant da sulfidholdige mineraler som tydet på hydrotermisk aktivitet. De registrerte også avvik i vannsøylen, som igjen antyder at det kommer varmt vann opp fra sjøbunnen.

Lucky Ridge er en undervannsfjellformasjon som strekker seg hele 1600 meter over bunnen av Lena Trauet. Dette er i nærheten av høydeforskjellen mellom toppen av Trollveggen og dalbunnen. GoNorth utforsket området nøye over flere dager. Forskerne fant flere aktive hydrotermiske kilder, og laget i tillegg et detaljert kart over sjøbunnen i området, ved bruk av ROV-en. Totalt ble over 100 prøver hentet opp (80 i Lucky Ridge-området). Disse skal analyseres i de kommende månedene, noe som vil kaste lys over feltets geologiske særegenheter.

En utdødd skorstein oppdaget under toktet. Den er uvanlig i formen, ifølge geologene om bord. Den er også omgitt av en relativt tykk manganskorpe, noe som tyder på at den har vært inaktiv en stund. Foto: Ægir 6000/NORMAR/UiB

– Ved første øyekast ser dette hydrotermiske feltet spesielt ut. Det har en del trekk som er annerledes sammenlignet med tilsvarende formasjoner andre steder i verden, sier toktleder Rolf Birger Pedersen.

Vi vil trolig lære mer om disse forskjellene ettersom forskerne foretar prøveanalyser de kommende månedene. Rolf Birger Pedersen forventer at området skal få mye oppmerksomhet fremover.

– Lucky Ridge består av mantelbergarter som vanligvis er dekket av jordskorpen, sier Pedersen. Kjemiske reaksjoner mellom mantelmineraler og sjøvann fører til dannelse av hydrogen. Hydrogen er en energikilde for noen typer mikroorganismer, som igjen er mat for høyerestående livsformer. Områdene som GoNorth nå kartlegger er derfor utmerkede for å studere samspillet mellom liv, vann, og mineraler.

Toktleder Rolf Birger Pedersen (UiB) i arbeid i ROV-ens kontrollrom. Foto: Daniel Albert GoNorth/SINTEF

Mikroskopbilde som viser rikelig kobbermineralisering. Dette antyder at temperaturen på de hydrotermiske væskene som skapte steinen oversteg 300°C. Mikroskopbilde: Sabina Strmic Palinkas (UiT)

Se GoNorth 2023s video

Skadet instrumentering

Den 10. juli, kun tre dager etter avreise fra Longyearbyen, ble toktet rammet av en uheldig hendelse. Et stålrør som holder et avgjørende posisjoneringsinstrument under skipets skrog ble bøyd da den ble truffet av is. Kronprins Haakon måtte dra til Tromsø for reparasjoner, i sakte fart, noe som reduserte forskningstiden med flere dager.

Reparasjonene ble utført raskt takket være god innsats fra skipets mannskap, med støtte fra Maritim Sveiseservice for kranoperasjoner, Fagdykk for dykkeoperasjonen som var nødvendig for å fjerne den bøyde stålstangen, og Kongsberg Support for rask levering av reservedelen til Tromsø.

Tunge isforhold

Uvanlige tunge isforhold – i alle fall sammenlignet med de siste årene – gjorde at skipet ikke klarte å nå Nansen- og Amundsen-bassengene, hvor noen forskningsaktiviteter vart planlagt. Selv det tyske forskningsfartøyet Polarstern, som er en tyngre, kraftigere isbryter enn Kronprins Haakon, slet under disse forholdene. Dette førte til at ekspedisjonen tilbrakte mer tid enn først planlagt i Lenatrauet.

Samarbeid med Polarstern

Selv om sjøisen dikterte hvor skipene kunne dra, ble det planlagte samarbeidet mellom det norske fartøyet Kronprins Haakon og det tyske fartøyet Polarstern gjennomført. ROV-en hentet opp en havbunns-seismometer som Polarstern ikke hadde klart å frigjøre fra havbunnen. Polarstern ga i sin tur koordinater til interessante områder i Aurora-feltet (der skipene møttes) og i Lucky Ridge-området.

Tysk forskningsskip Polarstern. Foto: Daniel Albert GoNorth/SINTEF

Et flerfaglig tokt

GoNorths mål er å utvide vår forståelse for Norges nabolag i Polhavet, fra havbunnen og undersjøisk geologi til sjøisen, via vannsøylen. Som sådan har en mangfoldig gruppe forskere og teknikere med ulike ekspertiseområder deltatt i toktet.

Katja Häkli (NORCE) tar en prøve fra den øverste delen av en sedimentkjerneprøve. Senere analyser vil vise hva slags DNA som finnes i den. Meningen med undersøkelsen er å lage en database over DNA i havbunnsedimenter, basert på prøver samlet inn fra mange forskjellige områder. Denne databasen skal på sikt brukes for å estimere hvor mye is det var i Polhavet under historiske klimaforhold. Tanken er at enkelte arter trives best med is, og andre uten. Eldgammelt DNA i sedimenter kan gi oss ledetråder på hvordan isforholdene på overflaten var i fortiden. Bilde: Daniel Albert GoNorth/SINTEF

Bjørn Runar Olsen (UiT) jobber i en liten lab helt nederst i skipet, på dekk 1. Her kommer det inn sjøvann via skipets rørsystem, som man kan ta prøver fra. Målet er å filtrere 500 liter med vann i en kapsel som akkumulerer spor for legemidler og produkter til personlig pleie. Kapselen er nå fryst ned og skal analyseres i en lab i Trondheim. Bilde: Daniel Albert GoNorth/SINTEF

Yannick Kern (Norsk Polarinstitutt) måler en vannprøves salinitet i et av skipenes laboratorier. Vannets salinitet, sammen med dens temperatur, kan indikere hvor vannet kommer fra – om den kommer fra Atlanteren, for eksempel. Salinitet er spesielt interessant i Polhavet, fordi is som fryser frigjør salt i vannet. Vann som inneholder mer salt er tyngre, så den synker til bunnen, noe som gjør at det foregår en kontinuerlig syklus som hjelper til med å blande vannet fra forskjellige dybder, og ikke minst frakte næringsstoffer. Bilde: Daniel Albert GoNorth/SINTEF

Dette kartet viser alle steder der det ble utført målinger eller prøvetaking. Kartografi gjengitt fra GEBCO_2021 Grid, GEBCO Compilation Group 2021 (doi:10.5285/c6612cbe-50b3-0cff-e053-6c86abc09f8f), kartlayout av Yannick Kern (Norsk Polarinstitutt)

Neste stopp: Morris Jesup Rise

GoNorths tredje tokt er planlagt å starte i september 2024, med et mål om å utforske Morris Jesup Rise, som er en undersjøisk forlengelse av den nordlige Grønlandshyllen ut i Polhavet.

Se mer: GoNorth på Dagsrevyen

GoNorth ble omtalt i en nyhetssak av NRK, 18. august. Du kan se innslaget her: Unike havbilder.

GoNorth oppdaget nytt hydrotermisk felt mellom Svalbard og Grønland