Mystiskt blått sken över havet. Forskare har äntligen hittat boven – Pasta Party

Ett gåtfullt ljusfenomen i de kalla haven

En ovanlig turkos glöd i vattnen kring Antarktis har förbryllat forskare i två decennier. Ny forskning avslöjar nu att en helt annan organism än väntat ligger bakom fenomenet.

Satellitobservationer pekade mot enorma ansamlingar av mikroalger med kalkskal, som förmodades ha en betydande inverkan på havets kolkretslopp. Men när forskarna äntligen nådde fram till denna extremt otillgängliga plats och genomförde faktiska mätningar i det iskalla vattnet, visade sig verkligheten vara långt mer komplicerad – och klimatmässigt obehaglig.

En märklig fläck i världens ände

I slutet av 1990-talet och början av 2000-talet noterade oceanografer något som inte alls passade in i kända mönster. På satellitbilder söder om det välkända kalkbältet kallat Great Calcite Belt dök det regelbundet upp en intensiv turkos fläck. Temperaturen i detta område ligger ofta under noll – en extremt fientlig miljö för de flesta kända mikroalger.

Färgen antydde förekomsten av enorma mängder mikroalger med kalkplattor – organismer man normalt förknippar med varmare och mer gynnsamma havszoner. Problemet var att teorin fullständigt motsade de faktiska förhållandena på platsen. Avståndet till land är enormt, inlandsisen underlättar inte logistiken, och stormar samt is förhindrade i åratal precisa mätningar.

Den turkosa fläcken i sydhavet passade inte in i någon känd biologisk eller klimatisk modell.

Forskarna presenterade därför ständigt nya hypoteser: ovanliga algblomningar, damm från glaciärer, luftbubblor som reflekterade ljuset. Ingen av dem förklarade dock fullständigt den optiska signal som registrerades från omloppsbana. Och just denna tolkning låg till grund för globala uppskattningar av hur mycket koldioxid som faktiskt gömmer sig i de södra havens djup.

Varför havets färg är avgörande för klimatet

Satellitobservationer är idag det primära verktyget för att övervaka havens biologi. Utifrån vattenytans färg kartlägger man koncentrationer av oorganiskt kol bundet i mikroorganismernas skal, man undersöker blomningars intensitet och bedömer hur effektivt havet drar CO₂ ur atmosfären.

I det turkosa fläckområdet – en av jordens nyckelzoner för upptagning av koldioxid – avlästes dock signalen felaktigt. Modellerna antog dominans av mikroalger med kalkskal. I praktiken betydde det överskattade uppskattningar av kol bundet i kalkstrukturer och en förvrängd bedömning av områdets roll i klimatregleringen.

• Havytans färg fungerar som en indirekt indikator för fytoplanktonets sammansättning.
• Olika arter binder kol på olika sätt och transporterar det till djupet i olika takt.
• En felidentifiering av en typ av mikroalg kan ändra hela regionens kolbudget.

Det var först en stor forskningsexpedition organiserad 2024–2025 med deltagande av flera amerikanska vetenskapliga institutioner som gjorde det möjligt att sammanföra satellitdata med verkliga vattenmätningar – från ytan och ner till hundra meters djup.

Fartyget, sonderna och mikroskopet: vad som egentligen lyser i det iskalla vattnet

Forskargruppen ombord på fartyget R/V Roger Revelle seglade genom olika biologiska zoner i sydhavet och genomförde ett ovanligt tätt nät av mätningar. Man registrerade inte bara vattnets färg, utan även koncentrationer av oorganiskt kol, mängden kiselsyra, hastigheten för skalbildning samt fytoplanktonets sammansättning – bokstavligen cell för cell under mikroskopet.

I de varmare, mer subtropiska farvattnen dominerade helt andra mikroorganismer. I Great Calcite Belt-området fanns det faktiskt övervikt av mikroalger med kalkplattor. Längre mot söder förändrades bilden drastiskt – här rådde en helt annan typ av organismer i vattenpelaren.

Det kraftigaste turkosa skenet stammade inte från kalkplattor, utan från ovanligt täta ansamlingar av mikroalger som bygger glasartade skal av kiselsyra.

Det visade sig att den optiska effekt som tidigare felaktigt tillskrevs kalkhaltiga strukturer främst berodde på en extremt stor mängd kiselalger. Deras skal av kiselsyra reflekterar visserligen svagare ljus individuellt än kalkplattor, men vid enorm täthet skapar de en stark, ljus signal synlig från omloppsbana.

Hur glasskal förändrade tolkningen av satellitdata

Kiselalger är bland de viktigaste mikroalgerna i kallt vatten. Istället för kalk använder de kiselsyra, som de formar fina men hårda ”glasartade” skal av. I det aktuella sydhavsområdet visade sig just dessa skal vara den primära källan till ytans intensiva reflektivitet.

Hittills hade satelliternas modellkomponenter avläst en liknande signal som tecken på höga koncentrationer av kalkstrukturer. Det betydde automatiskt överskattade beräkningar av oorganiskt kol bundet i skalen.

Den nya analysen visar tydligt att man i åratal förväxlade signalen från kiselsyrehaltiga skal med reflektionen från kalkstrukturer. För att rätta till detta krävs en uppdatering av satelliternas databehandlingsalgoritmer så att de kan urskilja de fina skillnaderna i den optiska ”signaturen” från olika grupper av mikroalger. Det är tekniskt krävande – men avgörande för kvaliteten på framtida klimatprognoser.

Ömtåliga mikroalger sprider sig längre än väntat

Forskarna fann dessutom något ingen hade förväntat sig i så kallt vatten. I havsvirvlar – så kallade eddies – stötte de på ansamlingar av mikroalger med kalkplattor. Enligt tidigare antaganden borde dessa organismer inte alls överleva så långt mot söder, och definitivt inte vid temperaturer som regelbundet faller under noll.

Roterande vattenmassор fungerar som biologiska transportband som bär ömtåliga organismer in i zoner som teoretiskt sett borde vara dödliga för dem – och hjälper dem att överleva där åtminstone kortvarigt.

Dessa virvlar suger in vatten från andra breddgrader och skapar en sorts ”transportkorridorer” för mikroorganismer. Därigenom kan små populationer hålla sig vid liv i områden som i klassiska biogeografiska modeller låg långt utanför deras räckvidd.

Därför är det viktigt för klimatprognoserna

Olika grupper av fytoplankton påverkar havets kolkretslopp på vitt skilda sätt. Mikroalger med kalkplattor stänger in en del kol i skal som sjunker långsamt. Kiselalger med sina tyngre kiselsyrehaltiga skal kan sända kol till havets djup långt snabbare. En förskjutning i förhållandet mellan dessa grupper kan ändra hur effektivt havet tar upp CO₂ – och hur länge det behåller det.

Om globala modeller därför bedömer fytoplanktonets sammansättning felaktigt i centrala zoner i sydhavet, missbedömer de också dessa områdens roll som långsiktiga ”kolförråd”. De nya resultaten tvingar till en revidering av kartorna över fördelningen av de enskilda mikroalggrupperna och därmed till en förändring av många klimatsimuleringar baserade på gamla antaganden.

Vad denna historia berättar om satelliters och modellers begränsningar

Fallet med det turkosa skenet i sydhavet illustrerar hur lätt moderna observationssystem kan vilseleda när direkta mätningar saknas. Satelliter ser bara ett tunt lager på några få meter vid ytan och försöker utifrån det gissa vad som pågår i vattenpelaren som sträcker sig hundratals – ja tusentals – meter ner.

Utan årliga forskningsexpeditioner, sonder och prover undersökta under mikroskop kan inte ens de mest avancerade maskininlärningsalgoritmerna och superdatorerna hantera nyanserna i havets biologi. I praktiken betyder det att man måste kombinera det ”kosmiska” perspektivet med det mödosamma och kostsamma arbetet ombord på forskningsfartyg.

Det är dessutom värt att komma ihåg att sydhavet reagerar mycket snabbt på klimatförändringar – från issmältning över stigande tillströmning av sötvatten till omvälvningar i havsströmmarna. Varje sådan förändring kan inom loppet av få år omorganisera fytoplanktonsamhällena, ändra havets färg sedd från rymden och påverka det sätt havet tar upp kol från atmosfären på. För forskare och klimatpolitiker är det en tydlig signal om att data löpande måste uppdateras, och att gamla antaganden bör mötas med allt större försiktighet.