13/03 – l’Alè de l’Oceà: Ciència Atmosfèrica

Canvi de plans. Fugim de la tempesta.

La setmana passada dèiem adéu a la banquisa del mar de Weddell i començàvem a navegar direcció nord cap a les illes Òrcades del Sud. Un trajecte a mar obert d’aproximadament 36 hores, sempre que el barco pugui mantenir una velocitat adequada. 

El cas és que la primera nit ha sigut força moguda, més que cap altra des que vam embarcar a Punta Arenas, i amb vents forts que venien de proa (és a dir, en contra nostre). En la fosca, amb mala mar, vent en contra i encara en zona de possibles icebergs, l’Hespérides ha navegat a només 3-4 nusos durant tota la nit. Al matí, el capità i el cap científic de l’expedició han valorat la situació i han decidit fer mitja volta, ja que la previsió és que el temporal empitjori al dia següent, i ens hauríem hagut d’arrecerar. Per la megafonia del vaixell se sent: “A son de mar. El barco se va a atravesar a la mar”. Adéu a les Òrcades. Pròxima estació: base argentina Marambio.

Les dones de Polar Change

L’any 1984 la Pepita Castellví i la Marta Estrada, dues investigadores de l’Institut d’Investigacions Pesqueres (l’actual Institut de Ciències del Mar) van ser pioneres de les expedicions científiques a l’Antàrtida. En aquell moment la presència de dones en la recerca polar era una raresa. Avui som 15 les científiques que participem en aquesta expedició de 23 persones. Per a algunes, com la Dolors, és la novena expedició antàrtica i la 13 expedició polar. Per a d’altres és la primera vegada. Les dones hem guanyat presència però seguim reivindicant el nostre lloc i els nostres drets.

El 8 de març de 2023, Dia Internacional de la Dona, les dones de Polar Change tenim molt presents totes les dones del mon que no poden treballar ni viure en llibertat. Aquest és el nostre petit acte reivindicatiu.

48 hores de mesures davant la base Marambio

Durant aquests dies hem centrat els esforços en dos objectius. Per una banda, hem continuat fent experiments amb les olles que us vam explicar en el darrer post. Hem experimentat amb l’aigua de l’oceà, amb el gel marí o bé afegint zooplàncton o virus de les zones per on naveguem. Ha estat un ritme de feina frenètic; acabant un experiment i començant el següent, non-stop!!

Per altra banda hem tingut molt en compte buscar les zones més adequades per prendre dades atmosfèriques. És per això que ens hem situat prop de la base argentina Marambio: la Lauriane, una científica francesa que treballa a Finlàndia i que té també un peu a Argentina, està comparant les dades atmosfèriques que detectem des del barco amb les que estan prenent els seus col·laboradors de la base Marambio. L’objectiu és determinar si les mesures preses des de Marambio podrien estar alterades pels aerosols que desprenen les colònies de pingüins properes a la base. Des de l’Hespérides, lluny de terra i situats en diferents orientacions respecte Marambio, podem prendre mesures de l’aire evitant la possible interferència dels pingüins, i per tant podem estar segurs que les mesures atmosfèriques provenen únicament de l’oceà.

D’aquesta comparació de mesures preses en un mateix moment per diferents instruments se’n diu experiment d’intercalibració.

Ciència atmosfèrica a l’Antàrtida

El Rafel Simó és un dels dos investigadors principals del projecte Polar Change i ens explica per què, ara i aquí, estem investigant sobre l’oceà, el gel marí i la formació dels núvols.

Perquè es formi un núvol, no només cal que l’aire estigui supersaturat de vapor d’aigua, cal també que hi hagi partícules que permetin que el vapor condensi en forma de gotes en suspensió. D’aquestes “llavors” de núvol, tant les que acaben formant gotes com les que no, en diem aerosols.

Els humans som uns grans emissors d’aerosols. Sobre els oceans més allunyats, però, els aerosols provenen sobretot de la sal del mar i de l’activitat del plàncton.

Si no entenem bé com es formen els núvols que filtren el sol, i com s’han format al llarg de la història pre-humana de la Terra, difícilment podrem fer bones prediccions del ritme de l’escalfament global. Això és el que motiva el projecte Polar Change que ens ha dut a l’Antàrtida.

Fem mesures dels aerosols a partir d’una presa d’aire situada a dalt de tot del vaixell, de cara a proa, i recreem petits oceans i atmosferes artificials en què simulem el trencar de les onades a alta mar.

I el gel marí? Doncs resulta que quan el mar es gela a l’hivern, el gel expulsa la sal i forma, a l’interior, petits canals de salmorra que no es congelen. Aquí hi creixen gran varietat de microorganismes; amb el desglaç, aquests microorganismes i la matèria orgànica que produeixen per resistir les baixes temperatures, s’alliberen al mar.  Volem saber si també son una font d’aerosols.

Ja ho veieu, vivim en un planeta en què tot està connectat. Ja cal que ho entenguem, alhora de situar-nos, individualment i col·lectiva, al món.

Qui fa què a Polar Change

Ara us farem un breu recorregut per la feina que fan tots i cadascun dels científics embarcats que estudien la interacció entre l’oceà i l’atmosfera en el marc del projecte POLAR CHANGE. Ens ho expliquen ells i elles mateixos.

En David ha vingut a l’Hespérides amb el seus sofisticats aparells per mesurar la mida, l’abundància i la composició química dels aerosols. Ens explica: 

Em dic David Beddows i treballo al National Center for Atmospheric Science de la Universitat de Birmingham. Treballo amb instruments científics que són capaços de mesurar les partícules molt petites de l’atmosfera, per exemple, les que veus surant a l’aire quan un feix de llum passa per les cortines del teu dormitori a primera hora del matí.

Tinc el privilegi de formar part del projecte Polar Change a l’Antàrtida per ajudar a entendre com els microorganismes del mar produeixen partícules molt petites que van a l’atmosfera, i analitzar de què estan fetes. Aquestes partícules creixen de mida i després formen els núvols que veiem al cel, igual que quan, en un matí fred, fem una exhalació i veiem que el nostre alè forma una boira davant nostre. Curiosament, aquí al vaixell, si l’aire és net no podem formar aquestes boires quan exhalem, però sí que es formen quan estem a prop de la sortida de fums del vaixell! Això és perquè calen partícules, “llavors” que actuïn com a nuclis de condensació. De la mateixa manera, la superfície del mar exhala partícules a causa de l’activitat dels microorganismes i forma boires o núvols al cel. És aquest procés el que m’interessa investigar quan faig servir els meus instruments.

La Laurine i en David fan recerca amb aparells semblants. La Lauriane ens explica el que fa:

Soc la Lauriane Quéléver, vaig estudiar química i em vaig doctorar en ciències atmosfèriques; treballo a la Universitat de Helsinki.

Estudio els aerosols, que son difícilment visibles a ull nu. Aquestes partícules suspeses a l’aire poden afectar el clima tot reflectint la llum del sol, i encara més si actuen com a nuclis de condensació de núvols, quan aconsegueixen tenir la mida necessària. En llocs tan remots com l’Antàrtida, les fonts d’emissions dels gasos que formaran aerosols es restringeixen al mar i al gel i, quan n’hi ha, també a les colònies de pingüins. A l’expedició Polar Change tenim instruments mesurant en continu la concentració de gasos i d’aerosols -amb les seves mides respectives-. Entre la varietat de gasos que mesurem, hi ha l’olor del mar, àcids, compostos oxigenats o amines, tots ells ingredients necessaris perquè es formin nous aerosols. Durant la campanya hem observat diferències en la composició de l’atmosfera a una banda i l’altra de la península Antàrtica. A l’oest, hem trobat concentracions molt elevades d’àcids de sofre provinents de l’olor del mar. A la banda est, ens han aparegut àcids de iode, que estan més relacionats amb el gel. Tots dos tipus de compostos ajuden a la formació d’aerosols i, per tant, a la formació de núvols.

Soc el Sive Xokashe, soc químic i estic començant el meu doctorat en Ciències Atmosfèriques a la Universitat de Ciutat del Cap (Sudàfrica). A l’expedició Polar Change faig servir un instrument que filtra grans volums d’aire i en captura les partícules –aerosols-. Quan tornem a casa, les analitzem al laboratori per conèixer-ne la composició, el contingut en nitrogen i oxigen i el pH. Aquestes dades ens donen informació sobre quines son les principals fonts dels òxids del nitrogen (NOx), unes de les molècules més actives per a l’oxidació de gasos a l’atmosfera. A les ciutats, la contaminació del trànsit produeix molts NOx, però en aquest aire tan net dels mars antàrtics no sabem ben bé d’on surten. I és important, perquè aquests compostos acceleren la formació d’aerosols a partir dels gasos del plàncton.

L’Ian Crawford, de la Universitat de Manchester, fa recompte dels bioaerosols. I això què és? Us hem anat explicant que els aerosols son petites partícules suspeses a l’aire, fetes de sal del mar, matèria orgànica, productes d’oxidació de gasos… Doncs resulta que també hi ha éssers vius, cèl·lules repetites. Bacteris, virus, espores de fong, alguna alga que ha aixecat el vent. D’això en diem bioaerosols. Els aparells de l’Ian els reconeixen gràcies a la fluorescència especial de la matèria de la vida.

La Jiyeon Park i el Yeontae Gim son dos investigadors del Korean Polar Research Institute (KOPRI). Tenen tota mena de sensors que mesuren la mida, l’abundància i la composició de les partícules que es produeixen en la imitació del trencar de les ones que fem a les olles experimentals que us vam ensenyar en el post anterior. A més, tenen un aparell que imita la formació de núvols: posa aire amb una humitat controlada, hi fa passar els aerosols que produïm a les olles, i veu si els aerosols son bons formant gotes de núvol. Us ho imagineu? No només reproduïm artificialment l’efecte de les onades a alta mar, també reproduïm la formació dels núvols!

Em dic Leah Williams i treballo per una petita empresa anomenada Aerodyne Research, a Boston, Estats Units. La meva empresa fa recerca atmosfèrica i també dissenya, construeix i comercialitza els aparells científics per a fer les mesures atmosfèriques. A Polar Change estic utilitzant dos instruments que mesuren els compostos químics de l’aire. Un d’ells, que anomenem Vocus, mesura els gasos molt lleugers que produeix el plàncton i exhala l’oceà. Ep, i que també deixen anar les activitats humanes, quan som prop de costes habitades. Un cop a l’aire, aquests gasos reaccionen amb l’oxigen, l’ozó, els NOx i altres oxidants, i es formen compostos més pesats, que puc mesurar amb un segon aparell, l’ABC. Són aquests compostos més pesats els que poden trobar-se, interaccionar entre ells, i formar els famosos aerosols.  

La Christina Breitenstein (de TROPOS, Alemanya) i la Theresa Barthelme (de GEOMAR, Alemanya) prenen mostres de la microcapa superficial del mar. És com la pell del mar, les primeres dècimes de mil·límetre d’aigua, les que estan més en contacte amb l’atmosfera. Segons quines condicions de mar hi ha, en aquesta microcapa s’hi acumulen microorganismes i matèria orgànica, i per aquí han de passar els gasos que el mar emet a l’atmosfera. La Christina i la Theresa analitzen els sucres i les proteïnes que hi ha a la pell del mar, i l’equip de l’ICM hi comptem i identifiquem els microorganismes.

L’Odile Crabeck i la Sofia Muller, ambdues de la Universitat de Liège (Bèlgica) son les nostres expertes en gel marí. Incansables, foraden el gel i ens el porten per tal que estudiem els organismes que hi viuen i els gasos que generen. Elles, a més, estan provant aparells nous per mesurar el CO₂ que el gel intercanvia amb l’atmosfera.

La Karine Sellegri i el Guillaume Chamba, del CNRS (França), han muntat uns tancs a la popa del barco, que son semblants a les nostres olles però molt més grans i sense l’efecte de trencament de les onades. L’aigua del mar hi entra, hi surt i, en el temps que és dins del tanc, deixa anar els gasos del plàncton que ells dos mesuren amb aparells instal·lats al costat mateix. Volen reproduir el mar tranquil i una petita atmosfera on puguem observar el mateix que passa a l’atmosfera real.

I, és clar, també hi som la resta d’investigadores i investigadors de l’ICM:

Em dic Charel Wohl i treballo com a investigador postdoctoral a l’Institut de Ciències del Mar, a Barcelona. La meva feina se centra en mesurar gasos produïts per microorganismes del plàncton i que es troben dissolts a la superfície de l’oceà. Els mesuro amb un espectròmetre de masses, al qual li arriba l’aigua del mar a través d’un sistema que la bombeja fins a l’aparell. Aquests gasos, un cop emesos des de l’oceà, s’oxiden i formen partícules molt petites, els aerosols. Això facilita la condensació de l’aigua i, per tant, la formació de núvols. L’efecte refredant dels núvols representa la incògnita més gran dels models de predicció de l’escalfament climàtic. Què passarà amb els núvols, en escalfar-se el planeta? Mirem d’entendre-ho. L’objectiu del nostre treball aquí és investigar com la microbiologia oceànica controlava l’atmosfera a l’època preindustrial, un punt de partida necessari amb el qual comparar els models del canvi climàtic que causem els humans.

La Queralt, que fa la tesi doctoral, i el Rafel, un dels dos coordinadors del projecte, fan experiments per estudiar si l’excés de llum, que perjudica el fitoplàncton, provoca que se’l mengin més o menys. A més, contínuament ens informen del nivell d’estrès del plàncton en aquestes aigües. Penseu que sovint li falta llum, o li’n sobra, o li falta ferro.

La Dolors i l’Eli recullen mostres per comptar i identificar el petits flagel·lats, bacteris i virus del plàncton. I concentren grans quantitats de virus per fer-los servir en experiments de mortalitat de plàncton a les olles.

L’Elisa i la Magda son les expertes en fitoplàncton. Compten i identifiquen les espècies d’aquesta part fonamental de l’ecosistema: les microalgues que fan la fotosíntesi. Tota la caracterització biològica del plàncton és imprescindible per entendre el paper de la vida marina en la formació dels aerosols.

L’Ana i l’Ari són les reines de les olles, elles coordinen tots els experiments amb l’aigua de mar, el gel, els virus i el zooplàncton. També participen en la majoria de sortides en zodiac per recollir l’aigua de mar que fem servir per omplir les olles.

El Manuel és el cap de campanya, el màxim responsable de coordinar i empènyer tot aquest equip multidisciplinari. Cada vespre, a les 20:30, ens reuneix a la sala de científics i oficials en els ja famosos “20.30 Glorious meetings” per avaluar com ha anat el dia i organitzar tota la feina per l’endemà.

Polar Change és un equip divers en especialitats (multisiciplinari), nacionalitats i llengües. Això és una gran riquesa que permet interaccions científiques molt interessants amb un objectiu final comú: aportar el nostre granet de sorra en la comprensió de les interaccions entre l’oceà, el gel marí i l’atmosfera per tal d’afinar els models que han de predir l’evolució del clima del planeta.

Nosaltres, els científics, aportem les dades i ajudem a entendre i a predir.

És cosa de totes i tots canviar les coses per frenar el canvi climàtic i alhora fer un món més just.

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!!!

27/02 – A l’oest de la península antàrtica. Fem ciència!!!

De base en base. La logística de l’Hespérides a les illes Shetland del Sud

L’Hespérides és un vaixell oceanogràfic equipat amb laboratoris i instrumentació bàsica per fer recerca, però també té una altra funció molt important, que és fer la logística i donar suport a les bases científiques espanyoles: la BAE Juan Carlos I, la BAE Gabriel de Castilla i el campament Byers. A més, l’esperit del Tractat Antàrtic de 1959 fomenta l’estreta col·laboració entre països, i els vaixells aprofiten quan “els ve de camí” per acostar persones, instruments científics o qualsevol altre material a les bases que ho necessiten. La cooperació és una constant en la recerca que es realitza a l’Antàrtida, i el nostre projecte, Polar Change, no és una excepció.

És per això que les nostres primeres hores a l’Antàrtida transcorren fent una bona “ruta” per l’estret de Brandsfield, de base en base per les illes Shetland del Sud: de matinada hem passat per la base Juan Carlos I, a l’illa de Livingston, a deixar-hi alguns companys científics i tècnics que han passat el Drake amb nosaltres, a l’Hespérides, però fan la seva feina a terra. Unes hores després, a una altra part de l’illa Livingston, hem recollit uns científics que havien acabat la seva estada de 3 setmanes al campament Byers, i hem aprofitat per endur-nos els residus que hi havien generat, ja que a l’Antàrtida no s’hi pot deixar res. Alguns d’aquests residus seran destruïts a l’Hespérides, que té una incineradora i una compactadora de plàstic. D’altres tindran el seu destí final quan arribin a port.

De bon matí hem arribat a la base Gabriel de Castilla, a l’illa Decepció. Aquí també han baixat uns científics, i el personal de l’Hespérides ha recollit alguns instruments. Mitja volta i segona parada del dia a la Juan Carlos I, aquest cop per portar-hi els científics que hem recollit a Byers i per descarregar menjar fresc i material. Ja ho veieu, més parades que el metro de Barcelona 🙂

 La ruta logística també ha inclòs algunes illes més petites i aïllades (lluny de qualsevol base habitada), simplement punts estratègics on geòlegs i meteoròlegs hi havien deixat instal·lats, mesos enrere, equips per fer mesures amb alta freqüència de manera remota, és a dir, a distància. A punt d’acabar la temporada d’estiu a l’Antàrtida, toca anar passant a recuperar aquests instruments i dur-los de tornada “a casa”.

 Tots aquests trasllats de persones i materials entre el vaixell i les bases es fan amb l’ajuda de “zodiacs”, petites embarcacions inflables a motor on hi caben una dotzena de persones. Mentrestant, l’Hespérides fondeja a poques milles de la costa, amb vistes privilegiades.

El paisatge de les Shetland és espectacular. Especialment l’illa Decepció, desafortunada traducció de Deception Island, que en anglès connota “engany”. I és que aquesta illa en forma de ferradura, rocosa i aparentment inexpugnable, va sorprendre els primers exploradors quan, finalment, van trobar la seva màgica entrada a un port natural molt protegit dels temporals que és, de fet, el cràter d’un volcà submarí actiu. L’aridesa del terreny i els tons marrons i vermells típics de les zones volcàniques recorden, a vegades, paisatges islandesos. Unes roques basàltiques imponents presideixen l’entrada a la badia on jeu el cràter; n’hi diuen Los Fuelles de Neptuno, i segons com bufa el vent, ens n’arriba la olor de sofre.

La darrera erupció volcànica, registrada als anys 70s, va destruir una base científica xilena instal·lada a Decepció, i la seva cendra va ennegrir el blanc de les glaceres pròximes. No és estrany que l’illa sigui una important àrea d’estudi per als vulcanòlegs.

De sobte ens criden l’atenció unes estructures cilíndriques gegants en una zona que s’assembla a una platja. Són els vestigis d’una antiga estació balenera, en desús des de fa algunes dècades. Al segle XIX i principis del XX els caçadors de balenes n’utilitzaven el greix per fabricar oli, que era molt apreciat com a combustible, i l’emmagatzemaven en aquests immensos dipòsits. A dia d’avui, afortunadament i gràcies al tractat Antàrtic, la caça de balenes està prohibida. L’antiga estació es conserva amb categoria de Patrimoni Històric Antàrtic. 

Ja veieu que les bases científiques no tenen molta neu al voltant. Tot i que aquí és el final de l’estiu i és normal que hi hagi menys neu que a l’hivern, els registres meteorològics mostren que, de mitjana, hi ha menys neu que fa uns anys, i que les precipitacions cada cop més sovint cauen en forma de pluja, no pas de neu. L’escalfament global es fa palès a l’Antàrtida, igual que en altres zones del planeta, però aquí, el desgel i els canvis en el paisatge es fan molt evidents. Sembla que l’Antàrtida, amb el desglaç, ens enviï una alerta. Calen canvis!!! La nostra societat hauria de reduir dràsticament el consum de combustibles fòssils per preservar el planeta. 

Viure a bord

A l’Hespérides, els àpats tenen un horari molt concret i d’alguna manera marquen la nostra rutina diària. A les 7:15 comença l’esmorzar, amb suc de taronja natural com a privilegi només dels primers dies (després, els vegetals frescos desapareixen), i els diumenges, xurros amb xocolata. A les 10:30, “reparto de bocadillo”, que molt bé aprofiten els que s’han quedat amb gana o bé treballen de nit i es lleven tard. A les 13:15 ens avisen per dinar i a les 19:30 ja tenim el sopar. Els cuiners preparen en abundància sobretot carns, patates i guisats de tota mena. Després de dues setmanes navegant, comencen a ser menys freqüents les amanides i fruita fresca, carregada al port de Punta Arenas.

Mengem bé, ara això sí, no hi ha lloc per la sobretaula. Al vaixell hi ha més persones que seients té el menjador, així que solem fer cadira calenta i, també, la feina apreta, així que tornem de seguida al laboratori o, si tenim temps, reposem una estoneta als sofàs de la càmera de científics o sortim a coberta a meravellar-nos amb el paisatge.

Cada dia a les 8:30 i a les 20:30 tenim reunió, seiem tots junts una estona a la càmera de científics per posar-nos al dia de com ha anat tot, compartir dubtes o dificultats i planificar els següents experiments o activitats. La llengua de comunicació és l’anglès: dins l’equip hi ha persones de 14 nacionalitats diferents!

La resta del dia, malgrat tots els paisatges bonics que us ensenyem, transcorre majoritàriament al laboratori, on també tenim la nostra rutina de treball. 

L’Underway: analitzar l’aigua al nostre pas

Després de la prova pilot que vam fer el primer dia de laboratori, el 19 de febrer iniciem oficialment les mesures científiques de l’aigua i l’atmosfera de l’Antàrtida. La nova rutina per a les properes 3 setmanes comença a les 6 del matí i acaba passada la mitjanit. Els instruments atmosfèrics fan mesures de manera contínua i força automatitzada, però en canvi per analitzar l’aigua de l’oceà cal prendre’n petites mostres, cosa que en l’argot científic en diem mostrejar. I com que no hem vingut fins aquí només a veure pingüins i balenes sinó a fer ciència i no ens hi volem posar per poc, hem dissenyat 4 mostrejos diaris, cada 6 hores: a les 6h,12h,18h i 24h. Ens organitzem en equips de dues persones de manera que si et toca mostrejar a les 6 de matí, no et toca a la mitjanit, i a l’inrevès. D’aquests mostrejos rutinaris nosaltres en diem l’Underway, ja que l’aigua del mar raja de manera contínua d’una aixeta que tenim al laboratori, procedent de sota el vaixell, a uns 5 metres de profunditat, just per sota nostre. És a dir, que al nostre pas anem analitzant l’aigua natural, tal com és, sense modificar-la. N’estudiem paràmetres com per exemple l’abundància de cada grup de microorganismes (fitoplàncton, protists, bacteris, virus), la quantitat de clorofil·la, els nutrients, la genètica dels microorganismes, i molts d’altres.

Al tercer dia de mostrejos, ja tenim ben agafat el ritme i estem preparats per començar a muntar els experiments que portem mesos dissenyant.

Microcapa: estudiar la pell de l’oceà

Avui planifiquem una sortida en zodiac per fer un mostreig molt especial: ens interessa estudiar els primers mil·límetres de la superfície del mar, la pell de l’oceà; un espai on passen moltes coses especialment importants, ja que és en aquests primers mil·límetres, en els quals el mar i l’atmosfera entren en contacte, on es generen els aerosols marins que hem vingut a estudiar. La Theresa i la Christina, especialistes en microcapa, i alguns companys més es preparen per baixar a la zodiac posant-se uns vestits especials de supervivència que són estancs i floten en l’aigua, i que els anomenem Teletubbies, perquè tots plegats semblem de la colla de’n Tinky-Winky, Dipsy, Laa-Laa, i Po, una abraçaaaaadaaaa!!!!

Per mostrejar la microcapa utilitzen unes làmines de vidre que submergeixen dins l’aigua verticalment, i per tensió superficial l’aigua llisca suaument cap a baix i la recullen en una ampolla. És un mostreig molt delicat i lent, es necessita més de mitja hora per obtenir un volum no gaire gran, i pot ser dur a causa del fred a les mans o al mareig, si hi ha onades. Però el dia és radiant i el mar està serè, així que el mostreig és un èxit. Tan bon punt la zodiac torna i tenim les ampolletes amb l’aigua de la microcapa a bord s’engega tota la maquinària humana i els laboratoris bullen d’activitat, cadascú fent les seves anàlisis.

Sud enllà. Navegant per l’estret de Guerlache.

La ruta de l’Hespérides continua cap al Sud a l’oest de la península antàrtica. Naveguem de nit per aigües tranquil·les a recer de l’estret de Guerlache, i en fer-se de dia descobrim un paisatge totalment diferent del que hem deixat enrere a les Shetland. Ara ja sí, hem entrat de ple al continent glaçat i ens envolta un paisatge purament antàrtic: muntanyes imponents totalment glaçades, parets de gel, llengües de glaç immenses que desemboquen a l’oceà. Naveguem a pocs nusos de velocitat entre desenes d’illes muntanyoses i glaçades que despleguen tots els tons del blau i del blanc.

El Guerlache és una de les zones turístiques per excel·lència a l’Antàrtida i trobem diversos creuers de passatgers, molt més grans que el nostre barco, fondejats a zones espectaculars. És inevitable comparar-se i pensar en el gran privilegi que tenim tots nosaltres de ser aquí, en un vaixell oceanogràfic relativament petit, formant part d’un equip científic multidisciplinari que fa recerca per contribuir al coneixement del nostre planeta i de l’impacte del canvi climàtic en els ecosistemes polars.

A mar obert cap a l’illa Adelaida.

El nostre proper destí és Rothera, una base permanent -activa tot l’any- situada a l’Illa Adelaida. Volem arribar-hi el més aviat possible i per això l’Hespérides s’allunya de la costa i navega per mar obert a l’oest de les illes antàrtiques. Això fa que, per primera vegada des que hem embarcat, el vaixell es bellugui de manera important. Previnguts de l’estat de la mar, després de sopar dediquem una bona estona a assegurar-nos que tots els aparells del laboratori continuen ben trincats.

Rothera és una base força gran que pertany al BAS, el British Antartic Survey. Volem arribar-hi ràpid per dues raons; la primera és científica: el BAS té una avioneta que sobrevola la zona captant partícules d’aire per analitzar-les, i hem establert una col·laboració amb ells per comparar les nostres dades atmosfèriques amb les seves. La segona raó és logística: hem fet curt d’un reactiu de laboratori indispensable per als aparells atmosfèrics, el butanol, i a Rhotera en tenen i ens en poden donar. L’esperit antàrtic de nou en acció.

Unes hores després deixem Rothera i girem cua cap al nord, navegant a mar obert amb una mica de moviment. Divendres tenim programats una pila d’experiments i anem de bòlit, però treiem temps per anar a la barbacoa, amb festa de disfresses inclosa, que s’ha organitzat a la coberta de vol. (NOTA: Coberta de vol és com se’n diu a la zona exterior més alta del vaixell, a la banda de popa, és a dir, la part del darrera. Se’n diu així perquè està pensada per què hi pugui aterrar un helicòpter d’emergència). 

Balenes per la proa!

Després d’un dia i mig de navegació, dissabte de bon matí ens aturem a fer un mostreig de zodiac a una zona pròxima al canal de Lemaire. El mar sembla un mirall i la boira crea una atmosfera misteriosa que fa encara més impressionant l’espectacle de la natura. Miris on miris, tot son muntanyes gelades i glaceres immenses. Enmig de tota aquesta quietud, comencem a veure molt a prop del barco lloms de balenes que suren a la superfície. De tant en tant fan un moviment i es submergeixen, enlairant la seva cua majestuosa. Estem bocabadats amb les balenes quan comencem a veure un grupet de pingüins fent saltirons a l’aigua, i més enllà un altre grupet, i encara un altre. L’espectacle s’allarga molta estona, fins que la zodiac torna amb les mostres d’aigua i és hora de posar-nos a treballar.

Les emocions són intenses i plana la sensació que ser aquí i fer aquesta feina és un regal que hem d’aprofitar, i que us hem de compartir.

Cap el Nord per l’estret de Neumayer

Seguim navegant cap al nord, entre muntanyes i icebergs, per l’estret de Neumayer, acompanyats de balenes i pingüins. Aquí teniu algunes fotos… A nosaltres aquests paisatges ens han tallat l’alè. Esperem que també us agradin 🙂

13/02 – Barcelona – Punta Arenas. Arriba l’Hespérides!

Fent la maleta… compte enrera i imprevistos!!!

Quin dia marxeu???!!

Aquesta va ser la frase més repetida per familiars i amics en els darrers dies abans del viatge. I la resposta, sempre la mateixa, el 7 de febrer…

Però el cert és que en les darreres 72h abans de marxar van passar unes quantes coses claus en les que ens ho jugàvem tot.

Dissabte 4 de febrer al matí tots vam haver de fer-nos una prova PCR de COVID. Ja feia com a mínim una setmana que tots portàvem mascareta en llocs tancats i evitàvem les aglomeracions ja que, per exigència del Comité Polar Español, la Institució que coordina la recerca a l’Antàrtida, un resultat positiu significaria per a aquella persona dir adéu a la campanya.

Diumenge 5 de febrer vam rebre els resultats de les PCRs, tots negatius!!! Primera prova superada. Però aquell mateix dia havíem sabut que l’Hespérides anava amb cert retràs respecte el calendari previst, degut a la mala mar en la seva pujada des de l’Antàrtida cap a Punta Arenas. A més a més, arrossegava un problema en un dels 4 motors mecànics, i seria necessari reparar-lo abans de salpar. I per postres, les autoritats xilenes van avisar el nostre cap d’expedició, el Manuel, que part del material i instrumentació científica que havíem enviat de Barcelona a Xile en un avió dues setmanes abans, estava retingut a les duanes de Santiago perquè els escànners havien detectat dins d’un dels baguls un aerosol, considerat no permès.

Així doncs, amb la maleta ja pràcticament feta, dilluns 6 de febrer al matí vam fer una reunió virtual per valorar la possibilitat de retrassar el nostre vol 3 ó 4 dies. Vam valorar pros i contres, i per unanimitat vam decidir que, tot i les incerteses, era més convenient mantenir el vol per al dia 7 i un cop a Xile, gestionar tots aquests inconvenients en contacte directe amb el personal xilè i el personal del vaixell.

De Barcelona a Punta Arenas (Xile)

I per fi va arribar el dia D: dimarts 7 de febrer de 2023. Les 10 persones de l’equip científic de l’ICM, el Manuel, el Rafel, la Queralt, l’Ari, l’Ana, l’Eli, la Magda, l’Elisa, la Dolors i el Charel ens vam trobar a l’aeroport de Barcelona a les 17:30, amb unes quantes motxiles i maletes ben grosses plenes de roba ben gruixuda, molts guants i molts gorros, per començar el nostre viatge cap a l’hemisferi Sud i més enllà… cap a l’Antàrtida!

El primer avió sortia a les 19.30 i ens va portar de Barcelona a Madrid. A l’aeroport de Barajas vam fer el primer sopar d’equip!! Després vam passar pel control de passaports, necessari per poder sortir del país. Pels volts de mitjanit s’enlairava el segon avió, de Madrid a Santiago de Xile. Vam trigar 13 horetes a creuar l’oceà Atlàntic i canviar d’hemisferi. Temps suficient per sopar (per segona vegada) a l’avió, veure alguna peli i intentar dormir una mica, tot i que els seients eren ben estrets. Aquesta és la ruta que va seguir l’avió:

Vam aterrar a les 9 del matí, malgrat les 13h de vol, ja que en la latitud de Santiago són 4 hores menys que a Barcelona. Les sensacions a l’arribada a Santiago van ser curioses perquè anàvem vestits d’hivern, amb una maleta carregada d’anoracs, però a l’hemisferi Sud estan a l’estiu, així que la temperatura rondava els 25ºC!!! Vaja, per anar en pantaló i màniga curta. Per sort no ens hi havíem de quedar gaire estona, perquè el tercer avió ens esperava per portar-nos encara més al Sud, fins a Punta Arenas, la ciutat més austral del Xile, en un vol de 4 horetes al llarg de tot el país, que és molt estret i allargat.

Així doncs, 30h després d’haver sortit de casa nostra, el dia 8 al vespre arribàvem a Punta Arenas, carregats d’equipatge i molt emocionats perquè ara sí, cada cop ho vèiem més a prop!!!

L’endemà va ser el moment de trobar-nos i conèixer els companys i companyes científics d’altres països que també són part del projecte Polar Change. La majoria gairebé no ens coneixíem, i vam fer un sopar tots junts a un local emblemàtic de Punta Arenas, el Shackelton,  per presentar-nos i parlar una mica de la  seguretat a bord del vaixell.

Tots plegats sumem 23 persones i 14 nacionalitats diferents (com podeu veure a l’apartat “Equip”). En les properes setmanes tindrem molt temps per conèixe’ns!!

Carreguem el vaixell

Divendres 10 de febrer. Només desperta-nos vam aixecar la cortina de l’habitació de l’hostal i allà el teníem… majestuós, el BIO Hespérides entrava al Port de Punta Arenas. Dues hores després, tot l’equip ja érem davant del vaixell, esperant instruccions per poder accedir-hi i col·laborar, junt amb els estibadors del port i el personal del vaixell, a fer la càrrega del tot material científic.

Aquest material el vam enviar fa mesos des de Barcelona. A l’octubre va venir un camió enorme a l’ICM amb un gran contenidor i el vam carregar amb 83 baguls plens de material. El contenidor el van posar en un gran vaixell mercant del port de Barcelona i va sortir cap al sud, va vorejar la península ibèrica, va travessar l’estret de Gibraltar, va enfilar cap a les illes Canàries i des d’allà va travessar l’oceà Atlàntic. Un cop a l’altre costat de l’Atlàntic va anar baixant, resseguint la costa de Sud-Amèrica fins arribar al seu destí: Punta Arenas, una ciutat i port interoceànic situada al sud de Xile, a la zona del canal del Beagle i l’estret de Magallanes. Us sonen aquests noms? Tenen molta història al darrera, val la pena que la investigueu una mica.

I ara havia arribat el moment de carregar tot el material al barco. Va ser un dia molt intens i molt emocionant. Una trentena llarga de persones, més de 60 mans, treballant en equip, de manera coordinada, per traslladar els palets des del moll cap a dins del vaixell. En poc més de 3 hores, la grúa del port va pujar tot el material a coberta, i nosaltres el vam anar distribuint pels diferents laboratoris, protegits amb guants de treball i sabates de seguretat, i salvant desnivells, escales i escotilles estretes. Va ser un gran treball en equip i vam acabar ben baldats, però súper satisfets.

Muntant els laboratoris de l’Hespérides

Amb el material a bord de l’Hespérides va arribar el moment d’obrir els baguls i anar col·locant cada cosa al seu lloc per convertir els espais, fins ara buits, en veritables laboratoris com els que tenim a l’ICM.

Tot això és una feinada que durarà uns quants dies i que encara no hem acabat… hi ha moltes coses per explicar-vos però ja no tenim més temps, així que haureu d’esperar fins el proper post!!!!