O Projekcie
„Dwutlenek węgla (CO₂), wytwarzany przez działalność człowieka i emitowany do atmosfery, od ponad dwóch wieków gromadzi się w oceanach. Jednym z głównych skutków tej kumulacji jest zakwaszenie wody morskiej. Szczególnie szybko proces ten postępuje w Oceanie Arktycznym – nawet trzy- do czterokrotnie szybciej niż w innych akwenach świata.
To przyspieszenie wynika m.in. z niskiej temperatury wody w Arktyce, zaniku pokrywy lodowej oraz napływu wód słodkich z topniejącego lodu. Zjawisko to, zwłaszcza w wewnętrznych częściach fiordów, prowadzi do spadku stężenia jonów węglanowych (CO₃²⁻), które są kluczowe dla wielu organizmów morskich budujących węglanowe struktury. Spadek ten opisuje się poprzez tzw. stan nasycenia węglanem wapnia (Ω) i ma istotny wpływ na procesy biogeochemiczne w oceanach.
Szkielety węglowe jako archiwa klimatyczne. Ocena wpływu zmian klimatycznych na strukturę, skład mineralny i. geochemiczny kalcyfikującej fauny bentosowej w rejonie Arktyki, w ciągu ostatnich kilku lat.
W ciągu ostatniej dekady fiordy Svalbardu przeszły znaczące zmiany – m.in. „atlantyfikację”, czyli zwiększony napływ ciepłych wód Atlantyku przez Prąd Zachodniosvalbardzki. Zjawisko to prowadzi do ocieplenia wód, przyspieszonego topnienia lodowców i zmian w składzie chemicznym wód morskich, szczególnie w okresie roztopów. Zmiany te mogą prowadzić lokalnie do warunków niedoboru węglanu wapnia, co oznacza, że w wodzie zaczyna brakować podstawowego budulca szkieletów wielu organizmów, takich jak mszywioły, spirorbisy czy pąkle.
W efekcie organizmy te mają trudności z budową i utrzymaniem węglanowych struktur – ich szkielety stają się cieńsze, słabiej się mineralizują i szybciej się rozpuszczają. Co więcej, w trakcie procesu biomineralizacji – czyli tworzenia szkieletu – wbudowywane są różne pierwiastki i związki chemiczne obecne w wodzie morskiej. Pozostają one w strukturze nawet po śmierci organizmu, dzięki czemu wapienne szkielety stanowią cenne archiwum informacji o zmianach klimatycznych i środowiskowych.
Ponieważ zmiany w oceanach zachodzą szybciej, niż wcześniej przewidywano, organizmy produkujące węglanowe struktury mogą nie zdążyć się do nich przystosować. Celem projektu badawczego jest określenie, w jaki sposób podwyższone stężenie CO₂, zmiany stanu nasycenia węglanem wapnia, pH, temperatury i zasolenia wpływają na skład mineralny, chemiczny i strukturę szkieletów tych organizmów w fiordach Svalbardu, w warunkach dynamicznie zmieniającego się środowiska biogeochemicznego.
Do badań wybrano cztery główne grupy organizmów, które porastają twarde podłoża w płytkich wodach fiordów: mszywioły, spirorbisy, rurówki i pąkle. Zostały one wytypowane ze względu na ich wrażliwość na zmiany klimatyczne, dużą liczebność w badanym rejonie oraz ciągłą obecność w czasie całego okresu badań. Materiał badawczy zbierano w latach 2009–2023 z głębokości 6–12 metrów, a w latach 2025–2026 planowane jest jego uzupełnienie o nowe próbki z tych samych lokalizacji i głębokości w Isfjorden.
Reakcje organizmów morskich na zmieniające się warunki środowiskowe będą analizowane w powiązaniu z parametrami wody morskiej (temperatura, zasolenie, pH), składem biogeochemicznym (alkaliczność całkowita, zawartość nieorganicznego węgla, ciśnienie parcjalne CO₂, stan nasycenia aragonitem) oraz stężeniami kluczowych pierwiastków (Na, Mg, Sr, Ca). Do pomiarów mineralnych i chemicznych wykorzystane zostaną nowoczesne metody analityczne, takie jak dyfrakcja rentgenowska (XRD) i spektrometria mas z plazmą indukcyjnie sprzężoną (ICP-MS, ICP-OES). Z kolei do obrazowania wewnętrznej i zewnętrznej struktury szkieletów użyte zostaną techniki tomografii mikrokomputerowej (micro-CT) i skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM).
Analiza zmian w strukturze mineralnej, grubości szkieletu i innych właściwości – od poziomu makroskopowego po nanometryczny – pozwoli ocenić, czy organizmy reagują na zmiany lokalnych warunków i czy reakcje te są stopniowe, czy nagłe. Połączenie danych historycznych z nowymi wynikami z terenu umożliwi określenie, jak warunki środowiskowe wpływają na organizmy produkujące węglanowe struktury w różnych skalach czasowych i przestrzennych, dostarczając cennych informacji dla nauk o zmianach klimatu i oceanografii.”