Användning av fluorescens hos färgat löst organiskt material för att spåra Stillahavsursprungligt vatten i östra Kanadaarktis

Varför färgen på arktiskt vatten spelar roll

Långt från kusten och dolt under isen förändrar Arktiska oceanen tyst balansen mellan söt- och saltvatten som hjälper till att reglera jordens klimat. Denna studie visar att det svaga naturliga skenet från lösta organiska ämnen i havsvatten kan fungera som ett osynligt färgämne, och avslöjar hur stora mängder relativt färskt vatten från Stilla havet slingrar sig genom Kanadas arktiska skärgård in i Baffinbukten och slutligen Nordatlanten. Att förstå dessa färdvägar är viktigt eftersom de påverkar marina ekosystem, havsisen och till och med styrkan i havsströmmar som omfördelar värme runt jorden.

Färskvattensmotorvägar genom Arktis

Canada Basin, norr om Alaska och Kanada, rymmer ett lagerdelat hav: kallt, sötare vatten vid ytan, ett mellandjuplager av Stillahavsursprungligt vatten och djupare, saltare Atlantvatten. Stillahavsvatten kommer in i Arktis genom det smala Beringsundet och följer därefter två huvudrutter: en transpolar gren som skär tvärs över centrala Arktis mot Fram Strait, och en alaska-gren som följer Beauforthavets kontinentalsockel. En del av detta Stillahavsvatten svänger mot den kanadensiska arktiska skärgården och lämnar Arktis genom en labyrint av kanaler och sund, inklusive Nansen och Eureka Sounds, Nares Strait samt Jones och Lancaster Sounds, innan det mynnar i Baffinbukten. På vägen blandas det med flodavrinning, smältande havsis och vatten med atlantiskt inflytande som transporteras av Västra Grönlandsströmmen.

Använda det naturliga skenet som spårämne

För att följa detta rörliga sötvatten förlitade sig forskarna på en egenskap som kallas fluorescens hos färgat löst organiskt material (FCDOM). Detta material, till stor del nedbrutna organiska föreningar från arktiska shelfområden och flodinsläpp, absorberar ljus och avger ett svagt sken som kan mätas med optiska sensorer. Stillahavsvintervatten i Canada Basin är känt för att bära en tydlig undervattensmaxima i FCDOM, skapad när detta vatten interagerar med organiskrika sediment på de grunda Chukchi- och norra Beringshyllorna. Genom att kombinera mätningar av temperatur, salthalt och FCDOM tagna från två kanadensiska forskningsisbrytare sommaren 2024, och jämföra dem med tidigare data från en drivande isförankrad profiler, använde teamet denna FCDOM-top som ett ”fingeravtryck” för att följa Stillahavsursprungligt vatten från centrala Arktis in i östra Kanadaarktis.

Vad som sker längs de norra rutterna

Forskarna undersökte två huvudartiska genomfarter. Längs den nordvästra rutten, genom Nansen och Eureka Sounds och vidare till Jones Sound, är Stillahavsfingeravtrycket initialt starkt: ett svalt, relativt färskt lager på cirka 50–180 meters djup med en tydlig FCDOM-maximum. Men när flödet korsar grunda trösklar och ojämn botten skapar kraftig tidvattenblandning rörelser i vattnet. Denna vertikala blandning försvagar och sprider FCDOM-toppen, särskilt nedströms smala passager som Cardigan Strait och Fram Sound. I Jones Sound och närliggande norra Baffinbukten suddas det ursprungliga Stillahavssignalen ytterligare ut av virvlande virvlar och ankomsten av vatten påverkat av Västra Grönlandsströmmen, vilket gör det svårt att identifiera Stillahavsvatten med enbart temperatur och salthalt.

Den östra rutten och blandning i Baffinbukten

Längs den nordöstra rutten, genom Nares Strait—från Robeson Channel förbi Kane Basin och Smith Sound—förblir Stillahavssignalen tydligare längre. Här bevaras den undervattens FCDOM-maximan när vattnet strömmar söderut, även om gradvis utspädning och tillsatt FCDOM visar ökad kontakt med vatten som transporteras av Västra Grönlandsströmmen. När vattnet når norra Baffinbukten bär det övre lagret fortfarande förhöjda FCDOM-värden som kan kopplas till Stillahavsutflödet, men de djupare lagren visar en gradvis FCDOM-ökning med djupet som är typisk för vatten som cirkulerat länge i Baffinbukten och blandats med Atlantiskt inflöde. Mätningar över Lancaster Sound visar därefter hur dessa blandade vatten delvis recirkulerar och för med sig både Stillahavs- och Atlantinfluens tillbaka mot Baffinbukten.

Vad detta betyder för framtiden

Sammanfattningsvis visar studien att den naturliga fluorescensen hos lösta organiska ämnen är ett kraftfullt verktyg för att spåra hur Stillahavsvatten rör sig genom Arktis komplexa kanaler och var det blandas med atlant- och grönlands-påverkade vatten. Även när traditionella markörer som temperatur och salthalt blir suddiga kvarstår ofta FCDOM-fingeravtrycket tills kraftig blandning över grov botten eller interaktion med Västra Grönlandsströmmen urholkar det. Allteftersom optiska sensorer blir vanligare på bojar, drifter och fartyg kommer detta tillvägagångssätt att göra det möjligt för forskare att övervaka förändrade sötvattenvägar i ett värmande Arktis och bättre förstå deras påverkan på havsis, marint liv och den större havscirkulation som hjälper till att reglera jordens klimat.

Citering: Dmitrenko, I.A., Stedmon, C.A., Babb, D.G. et al. Using colored dissolved organic matter fluorescence to trace Pacific-derived water in the Eastern Canadian Arctic. Sci Rep 16, 7757 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-38848-2

Nyckelord: Arktiska oceanens cirkulation, Stillahavsytvatten, lösta organiska ämnen, Baffinbukten, Kanadensiska arktiska skärgården