Schematisk beskrivning av sambanden mellan det arktiska klimatet, kryosfären och kolkretsloppet (C3), vilket undersökts under expeditionen. Bokstäverna a–f visar det arktiska C3-systemet som SWERUS-C3-expeditionens två etapper fokuserade på: a,b) Ekolodsbilder av gasplymer i vattenpelaren, vilket orsakas av att metan frigörs från havsbottnen; a) Kontinentalsluttning öster om Svalbard (Westbrook et al., 2009); b) Östsibiriska havet (Shakhova et al., 2010); c) Kusterosion av yedoma, kolrik permafrost, vid Muostoh Island i sydöstra Laptevhavet; d) Bild från flerstråligt ekolod som visar spår efter gas som frigjorts från den Östsibiriska shelfen; e) Utbredningen av Yedoma i nordöstra Sibirien; f) Olika processer för transport, omvandling och utsläpp av organiskt material, CH4 och CO2, som frigjorts från permafrosten.

Schematisk beskrivning av sambanden mellan det arktiska klimatet, kryosfären och kolkretsloppet (C3), vilket undersökts under expeditionen. Bokstäverna a–f visar det arktiska C3-systemet som SWERUS-C3-expeditionens två etapper fokuserade på: a,b) Ekolodsbilder av gasplymer i vattenpelaren, vilket orsakas av att metan frigörs från havsbottnen; a) Kontinentalsluttning öster om Svalbard (Westbrook et al., 2009); b) Östsibiriska havet (Shakhova et al., 2010); c) Kusterosion av yedoma, kolrik permafrost, vid Muostoh Island i sydöstra Laptevhavet; d) Bild från flerstråligt ekolod som visar spår efter gas som frigjorts från den Östsibiriska shelfen; e) Utbredningen av Yedoma i nordöstra Sibirien; f) Olika processer för transport, omvandling och utsläpp av organiskt material, CH4 och CO2, som frigjorts från permafrosten.

Det svensk-rysk-amerikanska forskningsprogrammet SWERUS-C3 startade som ett forskningsprojekt finansierat av Knut och Alice Wallenbergs stiftelse. Projektet har utvecklats till ett tvärvetenskapligt internationellt forskningsprogram som undersöker nuvarande och historiska samband mellan klimat, kryosfär och kol (C3; climate, cryosphere, carbon), i den östsibiriska delen av Arktiska oceanen (figur 1). En mycket viktig del av forskningsprogrammet är den expedition som utfördes i två 45-dagarsetapper med den svenska forskningsisbrytaren Oden.

Den första etappen inleddes den 5 juli i Tromsö, Norge och gick längs den sibiriska kontinentalsockeln mot Barrow i Alaska. I Barrow byttes forskare och besättning innan den andra etappen inleddes den 21 augusti. Under den här delen av expeditionen gick Oden längre ut mot de centrala djuphaven i Arktiska oceanen, bort från den sibiriska kontinentalsockeln och -branten.

Expeditionen SWERUS-C3 fokuserade på den östsibiriska delen av Arktiska oceanen eftersom det är där klimatuppvärmningen är mest påtaglig, men även för att det antagligen finns enorma, och potentiellt känsliga, kollager i havsbottnen där. Forskningsprogrammets övergripande syfte är i stora drag att kvantitativt undersöka de processer som är centrala i förhållande till klimatförändringarna i Arktiska oceanen (figur 1), mer specifikt:

  1. Metanläckaget från permafrosten i havsbottnen och från djuphaven: Vilka mekanismer styr metanläckaget till atmosfären, och hur omfattande är detta läckage? Vad är stabilitetszonerna för permafrost och gashydrater i den arktiska havsbottnens metanlager och hur reagerar de när haven blir varmare?
  2. Vad som händer med det kol som frigörs i grundhaven till följd av att permafrosten längs kusterna tinar: Kommer kolet att brytas ned mikrobiologiskt med ökade koldioxidflöden till atmosfären som följd, eller kommer kolet återigen att bindas i havet genom att det bäddas in i sediment samt genom vattentransporten från grundhaven till djuphaven?
  3. Det historiska (nutida/postglaciala/paleoklimatiska) sedimentarkivet över kolläckage från permafrost: Har kolläckage från tinande permafrost inträffat någon gång tidigare sedan den senaste istiden, eller är det unikt för vår tid?
  4. Den arktiska havsisens historia och dess påverkan på kolflöden: Har Arktiska oceanen ständigt varit istäckt under hela den postglaciala perioden eller har isfria somrar förekommit tidigare?