06/03 – Cap al mar del Weddell. Busquem gel marí!

L’estret de Guerlache

La setmana passada us explicàvem que tornàvem a posar rumb nord, després d’haver arribat fins a illa Adelaida, a l’oest de la península antàrtica. Vam navegar per l’estret de Neumayer i després per l’estret de Guerlache. Us volem mostrar la bellesa d’aquesta zona amb unes imatges aèries del nostre company Manuel García, de la Unitat de Tecnologia marina (UTM).

Al mar de Weddell

El 27 de febrer al matí arribem a l’extrem de la península antàrtica i virem al sud-est cap al mar de Weddell. Aquí la temperatura és una mica més baixa, uns 3 graus sota de zero, però aquest petit descens es nota molt a coberta i també al laboratori. Treballem amb fred malgrat els abrics i els gorros que portem posats, i entre riures comentem que el lloc del laboratori amb més temperatura de confort és la nevera. 

Fem dues parades tècniques molt breus per recollir material, a les bases argentines Esperanza i Marambio, i a partir d’aquí, el nostre següent objectiu és el gel marí: hem de trobar el front de la banquisa.

On és la banquisa?

La banquisa és el mar congelat: gel marí flotant que envolta la major part del continent antàrtic durant tot l’any, i que ocupa una àrea extensa del mar de Weddell. El gel marí no és inert: és ple de vida microscòpica, i per tant és a la base de la xarxa tròfica de l’oceà. Això el converteix en una peça clau de l’ecosistema antàrtic. No es pot entendre la vida a l’Antàrtida sense el gel, i el gel marí encara està poc estudiat. Això és el que porta Polar Change cap al mar de Weddell.

 Ara bé, el front de la banquisa és variable: els mesos d’hivern, quan les temperatures són més baixes, la banquisa creix. A l’estiu, en canvi, la part més externa es desglaça i, per tant, la banquisa retrocedeix. Som gairebé al mes de març, a finals de l’estiu; si a això li sumem l’escalfament global, el resultat és que ens trobem en el moment de màxim retrocés de la banquisa antàrtica des que es disposa de dades de satèl·lit.

És per això que el 28 de febrer anem a dormir amb el rumb posat a la banquisa (segons ens marca el satèl·lit) però amb l’emoció de no saber del cert a quina latitud la trobarem. Naveguem a pocs nusos de velocitat en una zona cada vegada més plena d’icebergs, alguns molt grans, la majoria mitjans o fins i tot bastant petits, però en tots els casos l’Hespérides ha d’esquivar-los com si fos una carrera d’obstacles. És recomanable que el casc del barco, malgrat que està reforçat, no impacti amb el glaç.

 El dia 1 de març s’aixeca fred, neva, i la boira espessa redueix molt la visibilitat. Però el radar no falla: tenim la banquisa a 1 milla! Hem arribat al gel marí! El vent és moderat però es preveu l’entrada d’un temporal a partir del migdia. Decidim aprofitar les 3 ó 4 hores que tenim de marge per fer una primera aproximació al gel amb la zodiac. Ha arribat l’hora de les noies del gel.

Les Noies del Gel

L’Odile i la Sophia son les expertes en gel del projecte Polar Change. Han realitzat moltes campanyes a l’Àrtic i a l’Antàrtida mostrejant el gel marí. Amb la zodiac busquen una superfície de gel que sigui prou gran i estable per desembarcar-hi, elles i unes quantes caixes de material.

El gel que busquen ha de tenir aproximadament 1 metre de profunditat; amb una broca enorme el perforen i n’extreuen el que se’n diu un testimoni de gel. Prenen mesures i allà mateix el serren en tres parts (la més superficial, la del mig i la més profunda). D’altra banda, la perforació del gel fa brollar l’aigua que estava retinguda en els canals porosos del gel: d’aquesta aigua líquida retinguda dins del gel en diem brine. Les noies del gel també se n’emporten una mostres dins unes ampolles.

 Amb tot plegat tornen amb la zodiac cap al barco i allà els espera tot l’equip per començar a fer les anàlisis al laboratori. Els brines els analitzem de seguida. Els testimonis de gel els hem de deixar fondre -tarden com a mínim 24h-, per poder-los analitzar en forma líquida.

Llancem el CTD!

Mostrejar la superfície de l’oceà és molt fàcil, només ens cal un cubell. Però com ho fem quan volem agafar aigua de 4, 20, 100 ó 2000 metres de fondària? Us presentem dos dels instruments oceanogràfics per excel·lència: el CTD i la roseta.

 La roseta és una estructura metàl·lica cilíndrica sobre la qual es subjecten  24 ampolles allargades, anomenades ampolles Niskin. Les Niskin tenen una tapa a la part superior i una altra a la part inferior i una capacitat de 12 litres cadascuna. L’estructura està unida a un cable de tracció amb el qual s’endinsa al mar i baixa lentament, amb totes les ampolles Niskin obertes, fins a la profunditat desitjada.

A la part de sota de la roseta hi ha acoblat un aparell electrònic, el CTD (per les inicials de Conductivitat, Temperatura i Profunditat -de l’anglès Depth-) que mesura aquests paràmetres en temps real i els envia a un ordinador del barco. Els companys de la Unitat de Tecnologia Marina controlen l’aparell en remot i fan que les ampolles Niskin es vagin tancant a diferents profunditats, sempre en el trajecte de pujada. D’aquesta manera, l’aigua que queda dins de cada Niskin és aquella que hi havia dins l’ampolla en el moment en què s’ha tancat. Un cop a dalt, ja podem mostrejar i analitzar al laboratori l’aigua de les fondàries que hem seleccionat per veure’n les diferències.

Quan treballem a l’Hespérides, o a d’altres vaixells oceanogràfics, tot sovint se sent a dir frases com “Avui llançarem un CTD!”. Ara ja sabeu a què ens referim 🙂

L’oceà en una olla: fem experiments!

En el post anterior us havíem explicat que fem 4 anàlisis diàries de l’aigua de mar de just a sota nostre, el que en diem l’Underway. També us vam parlar de les mostres que agafem per estudiar la pell de l’oceà, aquests primers centímetres de la superfície marina o microcapa. I aquesta setmana us hem explicat com estudiem el gel marí i l’aigua de diferents profunditats amb les ampolles Niskin i el CTD.

 Però a més d’aquests mostrejos bàsics (o de caracterització de l’oceà), cada dia anem intercalant una pila d’experiments. Fer un experiment implica que d’alguna manera manipulem la mostra d’aigua (la filtrem, li afegim aguna cosa, la incubem, etc) a petita escala, forçant determinats processos químics i/o biològics per poder entendre’ls millor. Quan fem un experiment sempre necessitem un “control” que és la mostra d’aigua no manipulada i que ens serveix de referència. És a dir, ens permet comparar el que passa en una (la manipulada o experimental) respecte a l’altre (la referència o control).

 Per fer experiments, l’instrument estrella de l’expedició Polar Change són les anomenades Olles. L’Ana i l’Ari us expliquen què són i com funcionen. I la Dolors us farà cinc cèntims d’un dels experiments que fem dins les olles, el de l’atac víric!

Hola! Som l’Ari i l’Ana, dues joves investigadores que treballem a l’Institut de Ciències del Mar, a Barcelona. Nosaltres estudiem les partícules que surten de l’escuma que les onades generen a la superfície del mar.

Per fer-ho, reproduïm aquests processos naturals al laboratori que hem muntat al barco. Utilitzem unes olles gegants que omplim amb aigua de mar, i re-circulem l’aigua de baix cap amunt per simular que plou a dins les olles. Les gotes de “pluja” que entren a l’olla, atrapen aire que després surt cap a dalt, generant bombolles com si fos una copa de cava. Les partícules que es desprenen de les bombolles al esclatar, porten amb elles aigua, sal, i compostos químics i biològics. Moltes d’aquestes partícules son produïdes per éssers vius molt petits, molt petits que viuen a la superfície del mar.

Les partícules viatjaran a l’atmosfera, i allà formaran els núvols que necessitem, tant com el sol, per regular la temperatura de la Terra. A les Olles, investiguem quins son aquests microorganismes productors de partícules, i quines propietats tenen aquestes partícules. Fer-ho a l’Antàrtida té especial importància, ja que és aquí on es regula el clima del planeta, i on es noten més els efectes del canvi climàtic.

Virus a l’atac!  

Em dic Dolors Vaqué i soc investigadora científica de l’Institut de Ciències del Mar. La primera vegada que vaig venir a l’Antàrtida, amb l’Hespérides, va ser el gener de 1994, d’això ja fa 29 anys! Polar Change és la meva novena expedició a l’Antàrtida.

 La meva participació al projecte Polar Change és evidenciar si els virus del mar poden comportar-se com a nuclis de condensació dels aerosols marins, i d’aquesta manera afavorir la formació dels núvols, que finalment són els que regulen el clima del planeta.

 Per això estem fent uns experiments utilitzant les nostres Olles, que fan de cambres d’incubació i formació d’aerosols. Per poder estudiar l’efecte dels virus marins en la comunitat microbiana de l’oceà, ens calen dues olles. Totes dues les omplim amb 30L d’aigua del mar. A una d’elles, que anomenarem olla experimental, hi afegim un “extra de virus marins“. A la segona, que en direm olla control, no hi afegim res de res: ens servirà per tenir una referència. En ciència sempre hem de fer un control per poder-lo comparar amb l’experiment.

 I… com es fa això “d’afegir un extra de virus”? Ho fem a partir de la pròpia aigua del mar, que conté moltíssims virus, fins a 10 milions en cada mil·lilitre. Com que són molt petits, molt més petits que qualsevol microorganisme, el que fem és filtrar un volum gran (25 litres) d’aigua de mar diverses vegades, cada vegada amb un filtre més petit. El primer filtre és de 200 micres i amb ell eliminem el zooplàncton, que queda retingut. A continuació filtrem per 20 micres i ens desfem del fitoplàncton gran -com diatomees, dinoflagel·lades i ciliats-. El següent filtre és de 3 micres, per descartar protists petits. I per últim el filtre de 0,2 micres, on queden retinguts els bacteris. L’aigua de mar que aconsegueix passar tots aquests filtres, ja només conté un tipus de partícules, les més petites de totes: els virus.  

 Quan hem generat els 25L d’aigua de mar que només conté virus, el següent pas és concentrar-los en un volum molt més petit, uns 200 mil·lilitres -el que hi cap en un got- amb uns altres filtres especials que s’anomenen Vivaflows. Amb múltiples filtrades a través dels Vivaflows anem reduint el volum d’aigua, i d’aquesta manera estem concentrant els virus.

 I ara tornem a les olles: a totes dues hi posem l’aigua de mar o gel marí que volem investigar, però en l’olla experimental hi afegim el nostre concentrat de virus, i a l’olla control no. Totes dues les incubarem per igual, per un període d’entre 5 i 12 hores, en les quals esperem que els virus facin la seva funció, que és entrar en contacte amb els hostes, infectar les cèl·lules i lisar-les (trencar-les). Per comprovar si ha estat així, analitzem l’aigua abans i després del temps d’incubació. A més a més, activem la pluja artificial de les olles per generar el bombolleig, i amb ell els aerosols, que també volem saber si han canviat després de l’atac víric.

Adéu Weddell. A mar obert cap a les illes Òrcades del Sud

Mentre acabem d’escriure el diari del 6 de març, hem deixat enrera el mar de Weddell i els mostrejos de gel. Naveguem a 11 nusos cap a les illes Òrcades del Sud, dibuixant un transecte de mar obert que afavoreix el nostre objectiu per a la propera i última setmana d’expedició: les mesures atmosfèriques.  

En el post del 13M us ho explicarem amb tot detall. Fins aviat!!!