I løpet av det siste tiåret har forskere lært mye om polarnatten – og oppdaget alt fra hvordan små sjødyr vandrer gjennom havet som svar på svakt måneskinn, til sjøfugler som dykker ned i det beksvarte havet for å kose seg med selvlysende plankton og krill.

Men det som er mindre kjent er hvordan vannkjemien i Polhavet endrer seg i løpet av denne tiden, når solen holder seg helt under horisonten i et helt døgn.

Imidlertid, i en artikkel publisert i naturgeovitenskapforskere fra Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet (NTNU) melder om en overraskende trend de har funnet i kvikksølvnivået i havet i løpet av polarnatten.

«Vi fant at de totale kvikksølvkonsentrasjonene i Barentshavet sank med omtrent 33 % fra sommer til vinter,» sa Stephen G. Kohler, doktorgradsstudent ved NTNUs Marine Chemistry and Biogeochemistry Group ved Institutt for kjemi og førsteforfatter av artikkelen. . sa.

Første vintermålinger

Disse målingene er de første vinterrapportene noensinne av dette elementet i ishavet.

De ble utført som en del av Nansen Legacy Project, et 7-årig samarbeid mellom 10 norske forskningsinstitutter for å studere de fysiske og biologiske aspektene ved Barentshavet gjennom alle fire årstider.

«Alt vi har gjort og alt vi vet om Arktis så langt er utelukkende basert på når vi har fått dra dit, som for det meste er om sommeren,» sier Kohler. . «Og det faktum at vi nå har et øyeblikksbilde av hva som skjer under den mørke middelalderen gir oss et bedre blikk på hele Merkursyklusen.»

Kvikksølvproblemet

Hva som skjer med kvikksølvnivåene i Arktis er viktig fordi en bestemt giftig form for kvikksølv, kalt metylkvikksølv, kan havne i næringsnettet.

Dette utgjør helserisiko for dyr på toppen av næringskjeden, som isbjørn, og for nordlige urfolk som regelmessig spiser forurenset fisk og sel.

Men det som interesserer Kohler og kollegene hans er mye mer grunnleggende enn som så: de vil vite de grunnleggende mekanismene som kvikksølv beveger seg gjennom arktiske farvann med.

Menneskeskapte kvikksølvkilder transporteres til Arktis med luft eller vann. En stor kilde til menneskeskapt atmosfærisk kvikksølv kommer fra forbrenning av kull. Dette kvikksølvet i atmosfæren kan avsettes på overflaten av Arktis på grunn av kjemiske reaksjoner forårsaket av sollys. I tillegg inkluderer naturlige kilder til kvikksølv i Polhavet utslipp fra smeltende permafrost til elvevann og landerosjon.

Etter hvert som planeten varmes opp i løpet av de neste tiårene, vil mer og mer permafrost smelte, og frigjøre mer kvikksølv i arktiske farvann. Det er derfor viktig å forstå hvordan elementet oppfører seg, i alle dets forskjellige former, og gjennom året, sa Kohler.

Sommerøkning, vinternedgang

Kohler og kollegene hans har observert høyere kvikksølvnivåer i overflatesjøvann om sommeren fordi solen har stått opp og alt har tint, fra havis til elver, som alle kan levere kvikksølv til havet.

«Det er varmere om sommeren. Så det kommer mer elvevann inn, mer lys i atmosfæren, og derfor kommer mer kvikksølv inn, sier Kohler.

Det kan derfor forventes at om vinteren, når Arktis er mørkt og frosset, vil kvikksølvverdiene forbli de samme, siden alle tilførsler er stoppet. Men det Kohler og kollegene hans så, et fall på 33 % i totale kvikksølvmengder fra sommerverdier, fikk dem til å søke en forklaring.

Partikkelsveip

Kohler og hans kolleger, inkludert postdoc Nicolas Sanchez, målte også nivåer av andre metaller i sjøvann, inkludert jern og mangan.

Og det de fant var at mangannivået også synker om vinteren. I sjøvann kan mangan danne små partikler som så trekker til seg kvikksølv fra sjøvannet i en prosess som kalles fangst.

Disse partiklene kan bli tunge nok til å synke til bunnen av havet.Forskere har antydet at disse partiklene er ansvarlige for transport av kvikksølv til dypere vann og sedimenter.

«Rensing er når partiklene bare tar kvikksølvet fra vannet og bærer det med seg,» sier Kohler.

Hvis denne sveipen fjerner kvikksølv fra overflatelagene, betyr dette en økning i kvikksølv i sedimentene, dit det bringes med manganpartiklene.

Mer giftig kvikksølv i fremtiden

Dette er ikke nødvendigvis gode nyheter, selv om det ser ut til å være det.

Når kvikksølv når havsedimentene, kan det bli angrepet av bakterier som lever i sedimentene. Disse bakteriene kan forvandle kvikksølv til sin giftige form, metylkvikksølv.

Alt dette betyr at mer giftig kvikksølv kan havne i arktiske næringsnett, sa Kohler.

«I fremtiden vil stigende temperaturer forårsaket av klimaendringer tillate mer kvikksølv å bli frigjort fra den kvikksølvrike permafrosten rundt polarsirkelen i løpet av sommeren,» sa han. – Dette kvikksølvet transporteres til Polhavet via elver. Som et resultat indikerer økende mengder kvikksølv i overflatevann økende mengder kvikksølv som synker ned til dypet om vinteren, noe som potensielt kan føre til mer giftig metylkvikksølvdannelse i det fremtidige Polhavet.

Referanse:

Kohler et al. «Vinter Ishavet kvikksølvkonsentrasjoner begrenset av sesongmessige sokkeltap», naturgeovitenskap2022. DOI: 10/1038/s41561-022-00986-3 Sammendrag.