Lightscapes ALANIS - ALANIS: Impacts of Artificial Light At Night on pelagIc ecosystems in European Seas

Lys spiller en avgjørende rolle for livet i havet. Lyset driver fotosyntesen, styrer hvordan dyr finner mat, hvordan de unngår rovdyr og hvordan de beveger seg gjennom vannet. Livet i havet er tilpasset naturlige svingninger i lysstyrke, og er derfor følsomt for endringer i både lysstyrke og døgnsykluser. Forurensning og algeoppblomstring hindrer for eksempel sollys i å trenge ned i havet, dette fører til mørkere kystvann (kystformørkning). Kunstig lys om natten (Artificial Light at Night, ALAN) fra byer og skip tilfører derimot lys om natten. Disse endringene kan forstyrre viktige atferdsmønstre, som for eksempel den daglige vertikale forflytningen hos dyreplankton, som søker tilflukt i dypere (mørkere) vann på dagtid og bruker nattemørket som kamuflasje når de svømmer mot overflaten for å spise. Endringer i denne adferdselen kan forstyrre viktige næringskjeder og økosystemer i havet. I ALANIS-prosjektet vil vi undersøke hvordan kunstig lys om natten og kystformørking påvirker havmiljøet. Dette gjøres gjennom en tverrfaglig og regionalt bred forskningsinnsats som kombinerer avanserte lysmålinger, kontrollerte eksperimenter, feltstudier og økosystemmodellering. Ved å integrere fysiske og biologiske data med satellittobservasjoner og eksperimentelle funn, har ALANIS som mål å lage et risiko- og sårbarhetskart for europeiske farvann, som vil gi beslutningstakere et bedre grunnlag for å forstå og håndtere effektene av lysforurensning på viktige økosystemfunksjoner, som for eksempel karbontransport.

In aquatic environments natural light not only determines the rate of photosynthesis as primordial energy source but also critically influences trophic interactions throughout the entire food web. Light modulates visual predation by many predators as well as predation avoidance strategies by the prey and thus structures the vertical organization of aquatic ecosystems. Alterations of light, a reduction of underwater light intensity due to coastal darkening (CD) or additional light at night from artificial light sources (ALAN) have the potential to strongly effect zooplankton diel migration patterns with consequences to whole marine ecosystems. In ALANIS, we will investigate the proliferation of ALAN from coastal activities and shipping and its impact on organismic behaviour such as vertical migration and on key ecosystem functions, while also considering counteracting effects of CD. We will apply a cross-basin state-of-the-art research pipeline approach, linking spectrally resolved light measurements, single species lab and in situ mesocosm studies, with community-wide field experiments and ecosystem modelling. Experimental and observational study sites will cover different regions. The expected results will provide the necessary fundamental physical characterization of underwater ALAN and will deliver an assessment of zooplankton photo-responsiveness and -behavioural thresholds. Remote sensing data of ocean brightness at night and long-term observations of ocean colour will be used to establish an atlas of ALAN for European waters. This ALAN risk map together with the biological and physical knowledge leveraged at the study sites will be integrated into a mechanistic modelling approach for producing a sensitivity map of potential impacts of ALAN and CD on key ecosystem functions such as export flux. Collaborative communication, dissemination, and outreach of ALANIS results will efficiently inform decisions and actions of a diverse group of stakeholders.