Greetings from the East-Siberian Sea

September 1, 2008

September 1st, 2008

On our way to the Indigirka river mouth, 72° N – 153° E. At 03:50 this morning, when some of us got up for a so-called “micro” sampling station, the East-Siberian Sea was almost flat and the sun was shining far above the horizon! A rare event because we have an almost continuous cloud cover since leaving Kirkenes, so this was fully enjoyed by the people that were up at this indecent time of the day. After filtering about 600 liters of water, taking 8 sediment cores and about 1 kilo of surface sediments it was time for coffee. At 9 am we had another micro station and now we are steaming towards the Indigirka river, the next-last Great Russian Arctic River that we will meet on our way East.

At this time of year, the rivers up north are already far past their spring flood, so the river plumes are not that large anymore. However, we still hope to collect some particles in the sea water that are coming from rivers, but since the water is very clear we know there is probably not much. A bit more than a week ago, we were steaming through the strait between Wraigatsch island (south of Novaja Zembla) and the mainland, and we could see that the filters suddenly became very brown-greenish, which means that we were probably collecting particles from the Pechora river that was pushed through this strait. Also in the Bhuorkhaya Gulf, east of the Lena river outflow, large amounts of brown material kept clogging our filters.

By analyzing these particles, in combination with all kind of other parameters we measure (temperature, salinity etc.) we can say a bit more on what happens to this river material when it enters the ocean. If it is all eaten up by bacteria or other organisms, producing carbon dioxide or methane, this could strongly enhance the greenhouse effect!

By taking sediments, we hope to collect a better signal from river outflow. But since the East-Siberian shelf seas are very shallow it is a challenge to find a nice deep spot in de sea bottom where sediments are accumulating. If the place is too shallow, ice is often building up in such amounts that it will mix the complete sea bottom and disturb all “our” sediments. In that case, we cannot establish a good chronology which is crucial to look back in time. We have our hopes up for the paleo-river canyon outside the Kolyma River, the last Great Russian Arctic River that we will sample in a few days from now. This river valley was formed during the last ice age when the sea level was much lower than now and the complete Siberian shelf was land. The Kolyma River mouth was lying a few hundred kilometers further north than now. When the ice starting melting, the sea level was rising again and now this river valley lies at the sea bottom; hopefully a perfect place to get nice, long and muddy sediment cores!

/Jorien Vonk, Graduate student

Advertisements

143E/73N Sundet mellan Laptev och Östsibiriska Havet

September 1, 2008

30 augusti

Jorien Vonk

Hårt arbete ombord. Foto: Jorien Vonk

Nu är vi på Makrostation (8h) mitt i Dmitri Laptevsundet och provtar för fullt. Här med Nysibiriska öarna på utsidan och Oyagoski Yar på insidan pågår den snabbaste takten av erosion av hela den arktiska kusten.

Denna plats kan liknas vid Höga Kusten med 40 meter hög relief vid vattenlinjen men med en stor skillnad. Istället för granit så är landet här uppbyggt av mjukt material; av torvmossar och material som har burits med luften hit över långa distanser under senaste istiden. Denna s.k. yedoma har legat infrusen sedan dess men är nu utsatt för värmekollaps och ökad takt av vågerosion p.g.a. den längre isfria sommarperioden och ökad vind- och vågstyrka. På de ryska sjökorten varnas kaptenerna för att kustlinjen dras sig tillbaka och grunda bankar breder ut sig. Vi är intresseade av de biogeokemiska processerna som avgör vad som händer med det organiska material som frigörs.

Jag begrundade precis Vegaexpeditions karta och ser till min förvåning att den 30 augusti 1878 befann sig Nordenskiöld och hans grupp på exakt samma plats i Dmitri Laptevsundet som vi nu ligger ankrade vid. På dagen 130 år sedan. Min ryske kollega och expeditionschef Igor Semiletov har just talat med ITAR-TASS för andra gången under expeditionen och rapporterat om händelserna i Laptevhavet med framgångsrik provtagning och upptäckt av nya områden där permafrost ”locket” i havsbotten har börjat läcka igenom växthusgasen metan från underliggande depåer.

Den senaste fann vi i natt då våra geofysiska/seismiska instrument indikerade ovanliga pingelit strukturer (små isstrukturer som ser ut som sockertoppar, begravda i recenta sediment). Vi vände om och körde ny seismisk linje i 90 grader till den första och sedan provtagning av bottenvattnet som visade att metanhalten var 7 gånger högre än den kringliggande halten.

ITAR-TASS journalisten frågade även om kopplingar till Nordenskiöld-Sibiriakoff expeditionen. Vårt fartyg Smirnitiskyi är i år det första fartyg som lyckats ta sig igenom till Laptevhavet. För andra gången under denna expedition kommer en rapport från oss att sändas ut i den största nyhetssändningen, Radio Russia, den enda kanalen som vi nås av här ombord. Tydligen gör de kopplingar till den svensk-ryska expeditionen som var pionjärer utmed vår rutt. 

Det är glädjande att media rapporterar om naturvetenskap. I jämförelse med t.ex. kulturområdet så upptar naturvetenskap vädligt lite mediautrymme. Dagens Nyheter har en daglig kulturdel. Kanske dags för en Vetenskapsbilaga en dag i veckan? Det är uppenbart att klimatstudier nu står i blickfånget. Vi har även haft kontakter med svensk radio, TV och tidningar under expeditionen. Det är en utmaning att söka föra ut en balanserad bild av våra studier i nyhetsmedia. Jag känner mig själv dåligt tränad och förberedd på denna aspekt av expeditionen. Våra studier tar ju minst ett år och i flera fall flera år att publicera i vetenskapliga tidskrifter samtidigt som journalisterna förstås vill ha svar på dagen. 

För att bibehålla integriteten av vetenskapen är nogrann peer-review baserad gransking av manuskript och därefter publicering i internationella vetenskapliga tidskrifter en grundbult. När det väl är publicerat så är det kvalitetsgranskat och vi litar på det materialet som ny kunskap som därefter alltid kommer finnas tillgänglig. Vi oroar oss för ”cold fusion” fenomenet (amerikanska forskare gick ut i media med ny stor ”upptäckt” om enklare sätt att framställa användabar energi på som sedan inte kunde bekräftas och publieras i vetenskapliga tidsskrifter) men vi ska naturligtvis i möjligaste mån söka bidra även till nyhetsområdet och allmänbildningen – utan att kompromissa med den vetenskapliga publiceringsmetoden.

Kanske borde en kort kurs i mediaträning göras obligatorisk eller åtminstone lättillgänglig för alla doktorander (och forskare/lärare) vid Stockholms Universitet?* Inom Bert Bolin centrat för klimatforskning (Linnecentrum) har alla doktorander som jobbbar med klimatrelevanta projekt erbjudits detta.

Örjan Gustafsson, forskningsledare, ISSS-08
Institutionen för Tillämpad Miljövetenskap (ITM), Stockholms universitet

* Sedan många år tillbaka erbjuds forskare vid Stockholms universitet medieträning, men kursen är än så länge ej obligatorisk. För intresseanmälan eller ytterligare information tala med Maria Erlandsson, presschef, 08-16 39 53, maria.erlandsson@kommunikation.su.se (inlagt av Kommunikationsenheten)


29 augusti: Framme vid Östsibiriska Havet

September 1, 2008
Jorien Vonk

Provtagning pågår. Foto: Jorien Vonk

Passage genom Dmitri Laptevsundet, innanför Nysibiriska Öarna och efter att ha i över två veckor ha arbetat oss igenom Barentshavet, Karahavet och Laptevhavet är vi nu äntligen framme vid resans huvudmål: Östsibiriska havet. Världens största grundhav (samma typ som Östersjön och Nordsjön) och förmodligen det minst undersökta. I den mörkgråglommiga natten framträder en skarp svart silhuett; den innersta av de Nysibiriska öarna. Efter ett tags spanande på dessa konturer upptäcker jag ett svagt ljus på denna extremt ödsliga plats. Första tanken är att det är en av fyrarna som sovjeterna byggt utmed denna nordliga sjöväg. Dessa fyrar drivs vardera av ett litet kärnkraftsaggregat som ska räcka till att lysa i över 1000 år. Oleg berättar senare att ljuset istället är ifrån en meteorologisk mätstation som är bemannad året runt av 2 personer. Stackars satar vad ensligt. Där kan det inte bli fråga om att trilla ner till macken för en glass…

Arbetsutrymmen
Jag tänkte kort berätta om våra olika arbetsutrymmen. Vi har funnit oss väl tillrätta och till slut fick alla plats. På akterdäck var det väldigt tajt med utrymme för installationerna av en A-ram (en hydrauliskt driven ram med ett block högst upp i mitten i vilken en 6000m ledad CTD winch med påhängda sensorer och en rosette av 12 st vattenhämtare kan föras ut över relingen). På akterdäck har också två stycken 10 fots kontainrar fastsatts. Den ena fick egentligen inte plats utan var tvungen att ställas högt upp på lastluckan med stödben svetsade ut över ena sidan. Här jobbar hydrologerna Göran och Caroline.

På akterdäck finns också Anders inrymd med sin gaskromatograf i båtsmannens miniverkstad. Han har fixat snyggt med ny bordsyta av medhavd plywood. I övrigt finns tre stycken 20-fots kontainrar inredda som minilaboratorier med diverse filtrerings- och analysutrustning. Vanja fick plats med sin kolanalysator i fryskontainern men vi är glada över att få se mycket av henne också på andra platser.

Det finns ett skeppsfast hydrolab där killarna från Luleå kör sina studier av järn och kisel och Laura ihop med vår ryska kollega Sveta kör optiska mätningar av det organiska kolet. Nina Belcheeva kör GC-analyser av metan i en omgjord städskrubb och Vladimir studerar smådjur från havsbotten i ett annat litet förråd.

Själv har jag hittat ett perfekt arbetsutrymme för att mecka ihop sedimentfällor nere i det förliga lasthålet som man kommer ner till med en stege i en brunn. Det är perfekt; bra belysning, ingen vind och gott om potatis och lök. Mitt nya kontor.

Vi har avverkat flera stora provtagningspaket i Laptevhavet samt besökt den nordliga utposten Tiksi i 12h för att tanka på färskvatten.  Vi återkommer om dessa strapatser i kommande inlägg. Allt är väl med oss ombord här vid 142 grader ostligt och 73 grader nordligt; åtta timmar före er därhemma.

Örjan Gustafsson, Forskningsledare, ISSS-08
Institutionen för Tillämpad Miljövetenskap (ITM), Stockholms universitet


Isbjörnar!

August 24, 2008
Vanja Alling

En av de totalt 5 isbjörnar expeditionen har stött på. Foto: Vanja Alling

Torsdag och fredag passerade vi igenom stora områden av packis. Och faktiskt, på packisen har det varit isbjörnar. Själv har jag sett en hona med unge, samt en ensam nalle (se bild), men sammanlagt har expeditionsdeltagarna sett ca 5 st björnar. Då kändes det att vi faktiskt är i arktis på riktigt, så otroligt annorlunda än hemma, med bredstjärtade labbar och ismåsar i luften, packis som skrapar mot båtens sidor och minusgrader. Ljuset är också speciellt, dimma och sol samtidigt. I går kom vi in i Lenaälvens plym som vi nu provtar intensivt i.

Lena är en av de Arktiska älvarna som transporterar mest organiskt material från land till hav. Superintressant för oss alltså! Men vi lämnade packisen och isbjörnarna bakom oss och har nu grått och blåsigt väder och plusgrader. Trist men det underlättar provtagningen.

Vi använder oss av moskvatid här på båten, och nu befinner vi oss i en tidszon som egentligen ligger 6 timmar före moskva, så dygnets lite mörkare timmar (det är fortfarande ljust dygnet runt) infaller runt sex på kvällen. Att vi dessutom jobbar när vi anländer till stationer, oavsett när på dygnet det är, leder till att man känner sig lite tidsförvirrad. I natt ska jag upp halv fyra och vara vaken till sex.
Det enda som är konstant är måltiderna! Det ryska köket startar alltid både lunch och middag med soppa. Ofta borsch, men också fisk eller köttsoppa. Sen blir det rejäl husmanskost till huvudrätt. Arbetsmässigt har vi nu alla kommit igång och vi börjar få lite rutiner på hur allt ska göras. Det är stor skillnad på att jobba på en båt och hur det annars är i labbet hemma. Allt tar så otroligt mycket längre tid. Vi har väldigt trångt i labutrymmena, så allt måste stuffas undan mellan att man behöver det (och bäras ned i “the hatch”) vilket gör att inget finns tillgängligt när man sen behöver det. Sen är det ju också så att allt måste vara fastsurrat, och man kan inte lämna något framme på bänkarna, inte ens en kort stund för då börjar det fara runt. Och när man äter har vi nog alla lärt oss att bara ta en och en halv slev soppa på talriken…

I kväll är det bastu, det är det två kvällar i veckan. Vi måste snåla med färskvattnet ombord och inte duscha för ofta, så jag ser verkligen fram mot att bli riktigt ren!

Vanja Alling, doktorand, ISSS-08
(som har tre nya fågelkryss plus två hybrider)


Passing the northernmost tip of Eurasia

August 22, 2008

Jorien Vonk, just passing the northernmost tip of Eurasia in the Vilkitskiy Strait, August 21, 2008

Since a few days, the expedition has really gotten up to speed. Örjan wrote yesterday about the fact that all our different sampling systems are up and running now. And we have even started to make ourselves at home in the lab containers that serve as working space for all the long days onboard. This means of course coffee brewers with Swedish coffee, loud music to hide the sounds of running pumps, camera’s and binoculars handy for islands or birds that appear, and a huge map of the Arctic Ocean on the wall where we mark our route.

One of our main sampling activities onboard is to take sediment cores with our Gemini corer (see picture). By letting this heavy corer sink into the sediment simple gravity!) we collect two cores at the same time. This gives us a unique chance to look back in time and to look for example at the effects of recent climatic changes. The Russian Arctic is known for its huge areas of permanently frozen peatland that store massive amounts of old plant material. Higher temperatures could lead to thawing of these frozen peatlands, and a lot of old material would then be transported into the Arctic Ocean. If this material is degraded it could release carbon dioxide or methane, creating an even stronger greenhouse effect. To see if this peatland material is being released, we will analyze specific compounds in the sediment cores that have a terrestrial origin (coming from trees, bushes, grasses etc.), so called “terrestrial biomarkers”.

Jorien Vonk

Taking sediment cores. Photo: Jorien Vonk

By performing radiocarbon dating on these compounds, we can determine the age when the plant died and was frozen into the huge Siberian soil freezer better known as “permafrost”. If the top layers in the sediment cores appear older than deeper layers in the core, it is likely that recent climate warming is thawing this Siberian freezer!

All the cores we collect are sliced into 1 cm slices, that will be analyzed in our labs back in Stockholm. After this expedition, we will have hundreds of kilos of sediment! – enough for many years of work and hopefully nice publications?!

I now see icebergs passing by from the window in my cabin, so it’s time to have a look on the deck!


Första dygnens färd

August 21, 2008

Karahavet onsdag 20 augusti 2008, ombord på forskningsfartyget Yacob Smirnitskyi

Äntligen kastat loss från Kirkenes!

Örjan Gustafsson

Ombord på Yacob Smirnitskyi. Foto: Örjan Gustafsson

Nu har vi faktiskt varit till sjöss i fem dygn och hunnit med en hel del på vår seglats österut. På grund av ett kraftigt lågtryck en bit norrut fick vi avstå från att gå rakaste vägen norr om Novaya Zemlya. Naturligtvis innebär detta en rejäl försening i tidsschemat som vi måste ta igen längre fram. På den positiva sidan har vi kunnat jobba effektivt ombord då vi nu har surfat på rejäla västvindar i flera dygn. Vi kunde inte heller gå igenom Karaporten eftersom Murmansk Shipping Co. som “äger” Nordostpassagen varnade för isberg i den passagen (kalvar från Novaya Zemlya). Istället fick vi följa exakt i farvattnen efter Nordenskölds Vegaexpedition och lämna Barentshavet genom Jugorskisundet (grunt och med stark ström).På nordsidan avtecknade sig ett par rader grå baracker på Novya Zemlya. Enligt ryssarna är detta ett övergivet arbetsläger från Gulagsystemets tid. Våra ryska kollegor berättar många hisnande historier från den tiden. Det är tydligen så att varannan familj i dagens Ryssland har
någon släkting som blev sänd till Gulag.

Så var vi då på Karahavet; riktiga Arktis, ödsligt och mäktigt. Efter att ha rundat Yamalhalvön och ön Ostrov Belyy så sjönk salthalten kraftigt i ytvattnet. En tydlig signal att vi närmade oss den mäktiga floden Ob; Arktis tredje största flod (45 gånger större än Kalixälven).

Expeditionen medför ett stort spektrum av planerade studier, mät- och provtagningsinstrument. Provtagningen från ett forskningsfartyg sker dels under gång (av luft och ytvatten) och dels genom att fartyget stannar för en s.k. station då man kan provta olika vattenmassor på olika djup och bottensediment.

Jag tänkte nu kort beskriva vår “under-way” provtagning av luft och ytvatten. På taket till bryggan (femte däck) har Martin Kruså (forskningsingenjör på ITM, Stockholms Universitet) fixat ihop en högvolymsluftprovtagare. Samma utförande som vi tidigare i år använt oss av för provtagning av luftpartiklar i betydligt mer sydliga breddgrader (Maldiverna och Indien). Syftet är att studera luftburen transport av t.ex.förbränningspartiklar från storskaliga bränder på tundran. När tundran torkar upp under sensommaren ligger det och pyr över stora arealer. Dessa sotpartiklar kan påverka strålningsbalansen i Arktis ffa genom att göra vita ytor (såsom snö och is) mer grå och svarta.

Under vår tolvknops gång österut så provtas också ytvattnet. Genom ett specialkonstuerat havsvattenintag kan våra sensorer kontinuerligt mäta temperatur, salinitet, syre, koldioxid, pH och turbiditet. Dessa realtidsdata styr även övrig provtagning då vi genom dessa ser när vi kommer in i vatten som starkt påverkas av t.ex. en flod. Laura Sanchez (post-doc, ITM, SU) och Vanja Alling (doktorand, ITM, SU) m.fl. bland ryska och svenska kollegor provtar varannan till var fjärde timme dygnet runt ur detta havsvattenintag för metan, upplöst och partikulärt kol, klorofyll, och optiska egenskaper av det upplösta organiska kolet.

I ett parallellt system filterar Bart van Dongen och Martin Kruså stora volymer havsvatten som kommer ge oss möjligheten att analysera den molekylära sammansättningen av det organiska materialet samt hur gammalt det nu frigjorda landkolet är (genom mätning av naturlig abundans 14C av specifika biomarkörer; ämnen som kommer specifikt från landväxter och deras nedbrytning).

Detta är första gången som någon lyckas studera halterna och egenskaperna av de enorma mängder organiskt material som exporteras till alla de sibiriska kusthaven genom de stora rysk-arktiska floderna, luftburen transport och kustnära erosion. Detta kommer ge oss en förbättrad bild av varierande egenskaper av det landburna kolet som når Arktiska kusten över kontinentskalan utmed vårt ca 4500 km långa väst-östliga transekt. Detta blir en pefekt basbild att relatera till för studier längre ut rån kusten och i underliggande sediment.

Vi är speciellt intresserade av att förstå den varierande sammansättningen av det organiska materialet då det bär på information om varifrån det kommer, hur länge det har legat “infruset” i tundran och till vilken utsträckning det nu bryts ned till växthusgasen koldioxid.

Provtagning av floderna Ob och Yenisey
Gårdagen bar med sig den unika upplevelsen och möjligheten att detaljerat provta Arktis största (Yenisey) och tredje största (Ob) floder. Vid fyratiden i går morse saktade vi in. Det var lugnt väder och en stor stillhet; brunt vatten ute på öppna havet så långt ögat når och inget land fastän god sikt. Vi var framme i yttre Obplymen. Den första riktiga provtagningsstationen. En febril aktivitet utbröt ombord och ett halvdussin olika provtagningssystem sattes igång. Vi återkommer framöver i detalj om dessa. Efter lite initialt strul så lyckades alla att få sina system att fungera. En av våra viktigaste provtagare är en sedimentprovtagare som vi tar upp kärnor av havssedimenten med. Det tog lite tid innan Jorien Vonk (doktorand på ITM, SU) och jag i samarbete med våra ryska kollegor främst Oleg Dudarev lyckades hitta rätt med blyvikter för Ob-sedimenten och med vinchtekniken. Kommunikationen är också lite av en utmaning men nu vet vi att vinch på ryska heter “lybyodka” och stopp heter “Stop”…Vi är försiktiga!

Ett halvt dygn senare, på förnatten,kom vi fram till Yeniseys mynning. Jag stod uppe på bryggan med vår kapten Boris Levitskyi vid rodret. I det gråmörka ljuset som ännu dröjer sig kvar några timmar runt midnatt gled vi in i den enorma bukt som utgör det yttre av Arktis största flod. Boris pekade ut ett bebyggt område: Dickson. Denna utpost vid Yeniseys mynning är uppkallad efter en göteborgsk finansiär av vår föregångare Nordensköld. Här bor människor; några hundra har blivit kvar efter att över 90% av befolkningen flyttar söderut.

Fantastiskt att efter så många år av förberedelser under ett och samma dygn ha lyckats genomföra framgångsrik provtagning av både Ob och Yenisey. Nu börjar vi fylla frysarna med prover som kommer vara en guldgruva att studera under många år framöver.

Örjan Gustafsson, forskningsledare, ISSS-08
Institutionen för Tillämpad Miljövetenskap (ITM), Stockholms universitet


Kirkenes, August 14th: The gateway to the Siberian Artic

August 15, 2008

Last Sunday, the first group of us exchanged Stockholm for Kirkenes; our gateway to the Siberian Arctic! Kirkenes is a small town (10.000 inhabitants) in the far north-eastern part of Norway, in the near vicinity of Russia and Finland. One of the few places on earth where you can travel west and go ahead in time!

Here, we spent some impatient days, exploring the surroundings (a beautiful, pure and remote landscape with boreal forests, sandy beaches AND Norwegian militaries), testing the three restaurants in town and calling the airport for missing luggage. Due to administrative problems, our Jakob Smirnitskiy was delayed for 2,5 days, but Wednesday around noon we could finally spot a ship far away in the fjord. There she was!

You could see the excitement on each others faces, this is what we had been waiting for for a long time. Would our expectations be anywhere near reality? Soon we were shaking hands with our new Russian colleagues, walking through the hallways, and installing our luggage in the cabins that would be our home for the next 6 weeks…

But there was not much time to settle down, since the big mobilization had to start soon! Our six large containers that were packed until their roofs had to be lifted on the decks, unpacked and all the contents given a destination, which meant a temporary but enormous chaos! It felt we were just moving a box around to make space for yet another box, and another one, and another one…. And back again. But yesterday evening, midnight on Moscow time we were finally able to leave the chaos – that was now at least organized –  and go into town to have a goodbye-mainland beer in café Ritz with some of our Russian colleagues.

Today, the last Swedish scientists came onboard. After setting up our working spaces in the 20foot containers we secured literally all loose objects on the ship to prepare for evening departure in a heavy storm. However, at a few minutes to 20:00 we heard the storm was too severe (Beaufort gale winds around
9) to steam out of the harbour. Departure postponed to Friday morning; some time to rest now!

Jorien Vonk, Graduate student