Southern Ocean phytoplankton community characteristics, primary production, CO2 flux and the effects of climate change

Nye oseanografiske data og kunnskap om kysten og iskanten i Kong Håkon VII Hav, Antarktis, Sørishavet. I dag mangler vi kunnskap og observasjoner fra havområdet rundt Antarktis, om de pågående klimaendringene og de konsekvensene det kan få for dyr og natur. Raske endringer i det marine miljøet i Antarktis bidrar til økt behov for å beskytte miljøer som er viktige for økosystemet. I den anledning er det vurdert å etablere deler av et havområde nær kysten og iskanten av Dronning Maud Land/Kong Håkon VII Hav som marint verneområde. Prosjektet er et samarbeid mellom sør-afrikanske og norske forsker innenfor fagene fysikk, kjemi og biologi med det mål for øye å øke kunnskap om havområdet i Kong Håkon VII Hav, Antarktis. Ved hjelp av målinger og observasjoner fra forskningsskipene SA «Agulhas» og FF «Kronprins Haakon» vil vi skaffe ny og grunnleggende data og kunnskap for å fylle hullene fra et svært lite utforsket område i Antarktis. Forskningen har høy klimarelevans og er relatert til miljøendringer med fokus på produksjon av planteplankton-samfunnet, havets karbondioksid (CO2) opptak, havforsuringstilstand og endringer i marine økosystemer. Det første norske 7-ukes lange felles-toktet ble gjennomført i 2019 med FF Kronprins Haakon til Antarktis der forsker og studenter deltatte fra Norge og Sør-Afrika, og der vi samlet inn unike data og har samarbeidet om dataanalysen og med fellespublikasjoner. Utveksling av kunnskap involverer forsker og PoD- og postdok-studenter fra begge land og vi har brukt fellesinstrumentering og laboratorium, med besøk av sør-afrikaner i Norge og norske forsker i Sør-Afrika, til å bidra til fellespublikasjoner. I september-oktober 2019 var to sør-afrikanske PoD-studenter på besøk i Norge i en måned for utveksling av kunnskap og arbeid med data og publikasjoner, og i januar-februar 2020 var to norske forsker på besøk i Sør-Afrika for videre arbeid med fellespublikasjoner og utveksling av kunnskap. Resultat fra prosjektet viser størrelse av havets CO2-opptak i ulike regioner i Kong Håkon VII Hav, som beror på ulike prosesser under høstsesongen, bland annet nyisdannelse i havet, vertikal miksing av vann, vindstress og tidligere eller nåværende planktonoppblomstring. Resultat viser ulike mekanismer til blomstringen i de ulike områdene. Området med sesongs-havis, sør fra 60°S, er funnet å være en signifikant CO2-sluk av atmosfærisk CO2 om høsten, hvilket tidligere ikke er reportert. Denne CO2-sluk sammenfalt med en tidligere oppblomstring som minket partialtrykk av CO2 (pCO2) i overflaten. Disse resultat er presentert i digitale møter og konferanser (på grunn av covid-19) og flere vitenskapelige publikasjoner er levert inn i 2020 og akseptert for publikasjon i 2021. Fortsatt innsamling av data med tokt i nov2020-jan2021 ble gjennomført til Kong Håkons VII Hav og slik tokt er planlagt til des2021-jan2022.En av prosjektets sør-afrikanske PoD-studenter leverte inn PoD-oppgave, forsvarte avhandling og ble godkjent doktor 14 oktober 2021.En annen PoD-students oppgave er planlagt til levering i desember 2021.

-

Climate change is a big challenge to society, and preparation of new national and international strategies for society to adapt to these changes depend on the ability to make realistic future climate scenarios. Using physical, chemical and biological oceanographic data from SA Agulhas and RV Kronprins Haakon will enhance the transfer knowledge between South Africa and Norway, and will contribute with increased knowledge in establishing a Marine Protected Area in the Dronning Maud Land (DML), Antarctica. The applied project will provide new, unique and fundamental data and knowledge to fill the gaps in a highly under-sampled area, related to climate and environmental change focusing on the phytoplankton primary production and community characteristics, the oceanic carbon dioxide (CO2) uptake, progressing ocean acidification and changes in marine ecosystem. Changes in the Antarctic marine environment have caused an urgency to protect habitats that are essential for the ecosystem. A new Marine Protected Area near the coast and ice edge of DML is a Norwegian priority. Interdisciplinary Norway-South Africa collaboration, will strengthen the goal for the project, including joint cruises, data analysis, instrumentation/laboratory, exchange and visit of students, joint workshop and publications that will improve the success of the outcome of the projects. South Africa students will participate in all aspects of the project. Researchers from both countries will actively take part in the project and collaborate for the success of the project as well as planning for future collaborative research joint proposals. Sharing knowledge, cruises, technology, laboratory facilities and students will lead to enhanced collaboration and competence building, which will result in enhanced expertise in marine science for future job opportunities in South Africa.