Welcome to an ice station

Source: Raquel Somavilla

¿A que parece que estamos bajando a tierra? Pues NO. Esa escala que véis va a dar un trozo de hielo, eso sí muy grande, flotando en el Ártico. Sobre ellos realizamos las estaciones en el hielo que tienen lugar cerca del barco y en las que participan la mayoria de los científicos a bordo. Tardamos unos dos días en realizar cada una de ellas y durante ese tiempo bajamos y subimos del hielo al barco a través de esa pasarela. Cuando estás abajo en ningún momento te da la sensación de que bajo tus pies y los dos metros de hielo haya 4000 metros de agua. Así que no os preocupéis, que aunque nos pudamos hundir un poco en hielo no lo vamos a atravesar y llegar hasta el fondo del océano.

It seems that this scale goes to land, doesn’t it? In fact, the answer is NOT. This scale that you see conducts to an ice-float in the Arctic. Over these ice-floats, we carry out our ice-stations taking place close to the ship, and in which most of the scientists on board are involved. Each ice-station takes within 2 days, and during this time, we go into and out the ship through this scale. When you are on the ice, you never have the impression that under your feet and the two meters of ice there are 4000 meters of water. So, don’t worry, we are not going to pass through the ice and reach the ocean bottom.

Cada tres días más o menos estamos haciendo una estación en el hielo, donde se toman cores de hielo como el que véis en la foto más abajo. Ese no se va utilizar para medir nada, sino que se ha sacado para introducir un instrumento.

Each three days approximately, we do an ice-station where we take ice-cores, as that shown in the photograph below. That one hasn’t been taken to measure anything on it, but to deploy an instrument.

Source: Raquel Somavilla

Sobre estos cores, como en las muestras de agua que tomamos en la columna de agua (para aquellos que quieran saber más sobre esto pueden mirar entradas anteriores como ‘First Times’ o ‘New Eyes to see the Ocean’), mis companeros de campana están midiendo muchísimas cosas diferentes. Por ejemplo, Mar, otra chica espanola que está hacienda el doctorado en el AWI, junto con Anique, Christiane e Ilka forman el grupo de biología en el hielo. Miden entre otras cosas cuál es la producción primaria y bacteriana en el hielo, similar a lo que hace el fitoplancton en el océano o las plantas en tierra tomando CO₂ y convirtiéndolo en materia orgánica, pero sólo que tiene lugar en el hielo. Catherine, una companera canadiense que trabaja también en el AWI, está colocando trampas de sedimentos debajo del hielo para estimar los flujos de materia orgánica desde el hielo hacia el fondo del océano, es decir, que parte de lo que se produce en el hielo por las algas y bacterias que viven en él va hacia a profundidades mayores. Vienna y Muntsa, dos chicas de la Universidad de Barcelona, están intentando estimar este mismo flujo pero utilizando un método alternativo. Ellas están midiendo las concentraciones, tanto en el hielo como en la columna de agua, de dos radionúclidos naturales (Th²³⁴ y Po²¹⁰) que sirven como trazadores de esa trasferencia de carbono desde la superfice hasta el fondo. Este flujo es muy importante porque sirve de fuente de alimento a los animales que viven el fondo, pero también porque es una forma de retirar carbono en forma de material orgánica, y que primero estaba en forma de CO₂ en la superficie, hacia el fondo del océano. Como todos sabéis, el exceso de CO₂ en la atmósfera es responsable en parte del calentamiento que observamos en muchos sitios de la Tierra, entre ellos el Ártico, y su retirada de la atmósfera podría ayudar a mitigar los efectos de ese calentamiento. Charlie y Marie miden las concentraciones de Fe en el hielo, el cual en un elemento esencial para el fitoplancton. Lo necesitan en muy pequenas concentraciones pero sín él no es possible que puedan realizar la fotosíntesis. Para tomar sus muestras necesitan ser extremadamente cuidadosos. En la foto los reconocéis porque son los que llevan traje blanco. Necesitan hacer todo sin contaminar el medio, por lo cual son los primeros en bajar al hielo y sus trajes son blancos ya que no contienen pigmentos que puedan contaminar sus muestras. El resto de nosotros vamos de rojo.

Foto desde el helicoptero (la tomé yo :D) de algunos de mis companeros en el hielo. Charlie y Marie, el equipo limpio, de blanco y el resto de rojo. Photo from the helicopter (I took it :D) of some of my colleagues on the ice. Charlie and Marie, the clean team, with the white suits. The rest with the red ones.

Source: Raquel Somavilla

As I said, in these ice-cores, as in the water samples taken in the water column (for those that want more information about this you can see previous post as ‘First Times’ or ‘New Eyes to see the Ocean’), my colleagues are measuring many different things. I give some examples. Mar, a Spanish girl that is doing the PhD at AWI, together with Anique, Christiane e Ilka form the ice-biology group. They are measuring the primary and bacterial production on the ice. This is similar to what phytoplankton do in the ocean and plants at land taking CO₂ and transforming it in organic matter, but it takes place on the ice. Catherine, a Canadian colleague that also works at AWI, is setting sediment traps below the ice to estimate the flux of organic matter from the ice to the ocean bottom. Vienna y Muntsa, two girls from the University of Barcelona, are also trying to estimate this flux, but using an alternative method. They are measuring the concentrations on the ice and in the water column of two natural radionuclides (Th²³⁴ and Po²¹⁰) that can be used as tracers of this organic matter transfer from the surface to the ocean bottom. This vertical flux of organic matter is very important because it serves as a food source for the animals living in the ocean bottom, but also because it removes carbon, that initially was CO_{2 ,} as organic matter from the surface towards the ocean bottom. As you know, the excess of CO₂ in the atmosphere is partially responsible for the general warming that we observe in lot of places in the Earth, among them the Arctic Ocean. Its removal from the atmosphere could help to mitigate the effects of this warming. Charlie and Marie are measuring the Fe concentrations on the ice, which is an essential nutrient for phytoplankton. They need it in very, very low concentrations, but without it the phytoplankton is not able to do the photosynthesis. Charlie and Marie must be extremely careful when they take their samples. In the photo above, you can recognize them because they wear a white suit. All the procedure must be done without contamination of the ambient. For this reason, they are the first to go to the ice, and they wear these white suits that don´t have pigments that could contaminate their samples. The rest of us wear a red suit.

Además, durante las estaciones en hielo se realizan otras medidas en la columna de agua que completan la información obtenida del hielo. Sólo os adelanto que en muchas de ellas se utilizan videocámaras de manera que es posible ver directamente que es lo que pasa debajo del hielo por primera vez. Todo lo que estamos viendo confirma la hipótesis de que el hielo en el Ártico es la base de un complejo ecosistema que mantiene la vida no sólo en éste y el la columna de agua justamente debajo de él, sino también en el fondo.

Besides, during the ice-stations other sampling is carried out in the water column that complements the information acquired on the ice. I only advance you that in several of the sampling methods video-cameras are used. It makes possible to see directly what is happening below the ice for first time. All that we see confirms the hypothesis that the ice in the Arctic supports a complex ecosystem that maintains the live not only on it and the water just below, but also on the ocean bottom.

Vista del borde del hielo en nuestra primera estación. View of the ice edge in our first ice-station.

Source: Raquel Somavilla

Y para despedirme os dejo una bonita foto de nuestra primera estación donde el sol vino a visitarnos y os dejo de nuevo la dirección del blog del AWI (http://www.geo.de/blog/geo/polarstern-expedition) donde podéis leer con más detalle sobre el trabajo de mis companeros y que ahora también tenéis disponible en ingles (http://www.awi.de/index.php?id=6322). 

And to say goodbye, I share with you a nice photo of our first ice station where the sun came to visit us and the address of the AWI blog (http://www.geo.de/blog/geo/polarstern-expedition) where you can read in detail about the work of my colleagues in the cruise. Now, it is also available in English (http://www.awi.de/index.php?id=6322).

First times

Ahora sí tengo la sensación de no haber hecho nunca esto antes. No es que haya recorrido los siete mares en mis anteriores campanas, todas fueron en lo que se llaman latitudes medias, entre subtropicales y subpolares, donde no hace ni frio ni calor (je,je,je), pero a 40°N u 80°N, donde me encuentro ahora, el océano no parece muy distinto salvo que te levantes a y veas lo que he visto yo hoy.

Now, I really have the impression that I have never done this before. It is not exactly that I have traveled all around the global ocean in my previous cruises, all of them were in mid-latitudes, between subtropical and subpolar areas, but at 40°N or 80°N, where I am now, the ocean is basically the same unless you get up and you see what I have seen today.

La primera imagen ha sido un mar completamente en calma cubierto de hielo entre el que nos vamos poco a poco abriendo paso.

The first image has been a completely quiet sea covered by ice which we are slowly passing through.

Proa del Polarstern a través del hielo.

Polarstern bow passing through the sea-ice

Antes de comer hemos tenido la visita del mejor comité de bienvenida que podíamos esperar:

Before the lunch, we have been visited by the best Welcome Committee that we could imagine:

Una mama osa y su osezno.

Es raro porque por un lado has visto estas imagines tantas veces por televisión que te parece que ya hubieras estado aquí, pero por otro ver los osos ahí, al lado del barco, por primera es impresionante. Tienes la sensación de que te miran como diciendo, ¿qué haces tú aquí? ¿te he dado yo permiso para entrar? Son preciosos. Te dan ganas de bajar a achucharles y llevarte uno a casa.

It’s quite rare because, on one hand, you have seen so many times these images on the TV that you have the impression you have already been here before. On the other hand, the view of the polar bear so close to the ship is amazing. It seems they are looking at us saying: What are you doing here? Have I allowed you to enter? They are incredibly beautiful and cute. You want to go to the ice and bring home one of them with you.

Después de mi turno de 08:00 a 00:00, el cielo se despejó y a medianoche esta es la imagen con la que terminé el día:

After my watch from 8:00 to 00:00, the sky became clear and at midnight this was the image with which I finished my day:

Medianoche en el Ártico. ¿No es espectacular?

Midnight in the Arctic. Isn’t it spectacular?

Y todo esto solo en lo relativo al día a día. Mañana empezaremos nuestra primera estación en el hielo. Algo también completamente nuevo para mí y sobre los que os contaré en la próxima entrada. Hasta ahora hemos tomado medidas en la columna de agua desde el barco como en mis campañas anteriores utilizando un CTD. Ya os explique en una entrada anterior (‘New Eyes to See the Ocean’) que CTD son las siglas de Conductivity, Temperature and Depth, que indican los parámetros que este instrumento mide de manera continua cuando se encuentra en el agua: Conductividad y a partir de ella Salinidad, Temperatura; y Profundidad. El CTD va montado en lo que se conoce como roseta oceanográfica, el cual es un carrusel con 24 botellas que podemos cerrar a cualquier profundidad desde el fondo, aquí a unos 4000 metros, hasta la superficie. Este agua después es utilizada para analizar el contenido en nutrientes, gases disueltos (O₂, CO₂), fitoplancton, bacterias, etc. El objetivo de estas medidas no es sólo conocer el estado actual del Ártico, sino continuar avanzando en el conocimiento de procesos que aún no son bien conocidos. En mi caso, cual son las contribuciones (1) del Agua Atlántica que entra en el Ártico y circula a unos 250 metros de profundidad, (2) de la actividad geotermal (el calor que sale desde el fondo del océano) y (3) de los transportes entre las distintas cuencas al calor y la sal en el fondo del Ártico. Muy pocos procesos son predichos desde la teoría antes de ser observados.

And all these things only concerning the live on board. Tomorrow, we will start with something completely new for me: an ice station, this means work directly on the ice! I will tell about this in my next post. Until now, we have been taking measurements in the water column as in my previous cruises using a CTD. I already explained you in a previous post (‘New Eyes to See the Ocean’) that CTD is the acronym of Conductivity, Temperature and Depth, the parameters that this instrument measures continuously in the water column. The CTD is mounted in a oceanographic rosette, which is a carrousel equipped with 24 bottles that can be closed at any depth from the bottom, here at 4000 meters, to the surface. This water is later used to analyze the content in nutrients, dissolved gasses (O₂, CO₂), phytoplankton, bacteria, etc… The objective of these measurements is not only to know the state of the Arctic Ocean, but also to give insight in processes that still are not well known. In my case, which are the contributions of (1) the Atlantic Water entering the Arctic Ocean and circulating within 250 meters depth, (2) geothermal fluxes (heat released from the ocean bottom to the ocean), and (3) the transports between ocean basins to the heat and salt in the deep Arctic Ocean. Few processes have been predicted from theory before they were observed.