Badania te zostały w części sfinansowane z projektu HERMIONE (Badania gorących punktów w ekosystemach i wpływ człowieka na morza europejskie), który otrzymał 8 mln EUR z tematu "Środowisko" Siódmego Programu Ramowego UE. Zespół pracuje pod kierunkiem Uniwersytetu w Barcelonie (UB) w Hiszpanii i ma nadzieję poszerzyć wiedzę o sposobie funkcjonowania ekosystemów głębinowych, ustalić sposób w jaki przyczyniają się one do wytwarzania towarów i usług oraz określić wpływ działalności człowieka na dno oceanu.

Chłodzące lub odparowujące wody powierzchniowe tworzą kaskady ciężkiej wody, które często przenoszą materię i energię na dno morza, skutecznie zaopatrując obszary znajdujące się głęboko pod powierzchnią oceanu w tlen i składniki pokarmowe. Kiedy wody powierzchniowe nie ulegają dostatecznemu schłodzeniu z powodu czynników środowiskowych, takich jak globalne ocieplenie, proces przenoszenia może ustać, co z kolei wpłynie na równowagę ekosystemów głębinowych.

"Tysiące metrów pod powierzchnią mechanizm kaskad jest już odporniejszy na narastający wpływ zmian klimatu" - mówi naczelny autor, Miquel Canals, kierownik Grupy Geonauk Morskich UB.

Ocean Arktyczny jest jednym z najlepszych obszarów do badania zjawiska kaskad. Zespół płynący na pokładzie statku badawczego RV Jan Mayen, którego operatorem jest Uniwersytet w Tromsø w Norwegii, zainstalował szereg najnowocześniejszych przyrządów na dnie morskim, aby rejestrować dane o kaskadach ciężkiej wody i ocenić ich wpływ na ekosystem morski i obszary głębinowe.

"Naszym celem jest poznanie dynamiki kaskad na polarnych szerokościach geograficznych i zbadanie zmian środowiskowych, które to zjawisko może wywoływać na dnie oceanu" - wyjaśnia Anna Sànchez-Vidal, naukowiec z Wydziału Stratygrafii, Paleontologii i Geonauk Morskich UB. "Aby pozyskać dane zainstalowaliśmy cztery liny cumownicze z miernikami prądów oraz osadniki na głębokości 1.000, 1.250, 1.500 i 2.000 metrów" - dodaje.

Dane oceanograficzne i geochemiczne będą rejestrowane w regularnych odstępach. Zostaną zebrane latem przyszłego roku.

"Dane zapewnią nam serie pomiarów obrazujących właściwości mas wody (prędkość i kierunek prądu, temperaturę, zasolenie, zmętnienie itd.) o różnych porach oraz profil transportu osadów" - podkreśla dr Sànchez-Vidal. Testy na mikroorganizmach uzupełnią dane, zwłaszcza zważywszy na fakt, że są kluczowymi wskaźnikami zmian środowiskowych w ekosystemach głębinowych.

Wprawdzie to basen Morza Śródziemnego cieszył się dotąd popularnością jako stanowisko do badań naukowych nad zjawiskiem kaskad, niemniej Arktyka oferuje naukowcom zróżnicowane zestawy warunków. "Powierzchnia Oceanu Arktycznego jest podzielona na część, która pozostaje zamarznięta w ciągu roku i drugą, znacznie większą część, która zamarza zimą, co przekłada się na różne schematy kaskad" - wyjaśnia dr Antoni Calafat, geolog również z Wydziału Stratygrafii, Paleontologii i Geonauk Morskich UB.

"Lód jest dobrym izolatorem cieplnym. Ponadto w Arktyce występują również niezamarzające duże miejsca w lodzie polarnym - obszary otwartej wody otoczone powierzchniowym lodem - gdzie wiatr schładza powierzchniowe masy wody i przyspiesza tworzenie się ciężkiej wody" - dodaje.

"Niemniej ten proces jest uzależniony od warunków sezonowych i może zmieniać się z roku na rok. Relief dna oceanicznego jest również inny w Arktyce niż w basenie Morza Śródziemnego, a proces kaskadowości może pociągnąć duże ilości materii organicznej do głębszych obszarów."

Wypowiadając się na temat wpływu reliefu dna oceanicznego na dynamikę prądów w czasie kaskadowania, Ruth Duran z UB stwierdziła: "Parametry morfologiczne archipelagu Svalbard są bardzo odmienne od parametrów basenu Morza Śródziemnego. Wiemy, że morfologia, tak jak w przypadku Cap de Creus, determinuje intensywność i kierunek prądów w Morzu Śródziemnym. Zatem w czasie ekspedycji opracowaliśmy szczegółowe mapy dna oceanu w badanym obszarze - obejmującym około 2.600 kilometrów kwadratowych - który nie był wcześniej w pełni naniesiony na mapy, co umożliwiło nam określenie precyzyjnych lokalizacji instalacji lin cumowniczych."

Swój wkład w badania wnieśli naukowcy z Francji, Hiszpanii, Norwegii i Włoch.