Tilbake til søkeresultatene

MARINFORSK-Marine ressurser og miljø

Bottom-sea ice Respiration and nutrient Exchanges Assessed for THE Arctic

Alternativ tittel: Algenes respirasjon og næringsutveksling i arktisk havis

Tildelt: kr 8,0 mill.

Global oppvarming endrer den arktiske havisen. Det påvirker spesialiserte mikroorganismer, som alger, som lever i den. Havisalger er essensielle medlemmer av det marine økosystemet. De sørger for organisk karbon til andre organismer og påvirker den biokjemiske syklusen av grunnstoffer. Gjennom fotosyntese fikserer de, og potensielt fjerner, klimagassen CO2 fra havet og atmosfæren. De nåværende estimatene av havisalgeproduksjonen begrenses av ufullstendige forståelser av to prosesser. Den første er; hvordan blir nødvendige næringsstoffer til havisalgenes vekst overført fra havet? Den andre er; hva er energikostnaden av å leve i så røffe forhold som i havisen? Det behøves data på næringstilgang drevet av havets omrøring og algenes respirasjon (det vil si opptaket av O2 og utslippet av CO2) for å forstå disse prosessene bedre. I en tid med raske klimaendringer er vårt mål er å forbedre nøyaktigheten av estimatene av havisalgeproduksjonen ved å skaffe data for å tette disse kunnskapshullene. På veien mot målet vil BREATHE kombinere feltarbeid, labeksperimenter og modellbaserte undersøkelser. For å karakterisere algenes respirasjon blir nye O2-baserte forskningsmetoder utviklet. De skal brukes samtidig med oseanografiske sensorer under feltarbeid i Arktis og Antarktis for å vurdere næringsstofftilførselen i havomrøringen og algeproduksjonen i havishabitatene. Feltarbeidet vil gi informasjon til hvordan eksperimenter bør utføres for å få empiriske data på respirasjonen til havisalgene under ulike vekstforhold. Biogeokjemisk modellering i prosjektet vil implementere kunnskapen fra laboratoriums- og feltarbeidet for å teste de ulike parameterne for næringstilførsel og respirasjon. Etter dette vil vi bruke modellering for å bedre kunne predikere hvordan havisalgene kan bli påvirket av global oppvarming i fremtiden. Resultatene fra prosjektet vil endre vår oppfatning av algenes servicerolle i økosystemet, som hvilken rolle mikroorganismer har i reguleringen av klimagasser.

Polar amplification of global warming has transformed the Arctic marine system and its sea ice cover. Reductions of ice thickness, distribution and extent have substantially impacted sea ice habitats and the microorganisms living within them. Algae are important members of sea ice microbial communities; their spring bloom kick-starts annual primary production that contributes to trophic function and carbon cycling in the marine ecosystem. However, current estimates and modeled projections of sea ice algal productivity are compromised by incomplete characterization of two key processes, i) turbulence-driven nutrient supply and, ii) algal respiratory costs of living in a harsh ice environment. Furthermore, inherent methodological constraints of studying sea ice has meant an underrepresentation of in situ measurements that are unbiased by experimental artifacts and thus invaluable for our understanding sea ice habitats. The BREATHE project will combine in situ, experimental and model-based approaches to address knowledge gaps on turbulent nutrient supply and ice algal respiration, with results that improve the accuracy of current and projected ice algal production estimates. Towards this purpose the project will develop and apply state-of-the-art O2 methods for the study of sea ice biogeochemistry. It will complete fieldwork in contrasting regions of the Arctic to characterize productivity and turbulence-driven nutrient regimes of different sea ice habitats, which will inform innovative experiments that provide the first empirical description of ice algal respiration and its variability. Integrated modeling will provide the unique opportunity to implement and directly test parameterizations of respiratory and nutrient processes, before they are applied for prediction. Project outcomes will represent a paradigm shift in our understanding of sea ice primary production, with implications for the management of ecosystem services it supports like, greenhouse gas regulation.

Budsjettformål:

MARINFORSK-Marine ressurser og miljø