Undervattensrobotar har upptäckt nya bevis om livet i Arktis och, för första gången, avslöjade det ögonblick som regionens marina ekosystem kommer till liv efter den mörka vintersäsongen.

De unika uppgifterna har samlats in av autonoma havsgående "gliders" och kommer att hjälpa havsforskare att förstå mer om den så kallade "arktiska vårblomningen", som kickstartar ekosystemet och är avgörande för att tillhandahålla mat till djuren i regionen.

Segelflygplan arbetar dygnet runt i månader i sträck, ta mätningar som havstemperatur, syrenivåer och salthalt. Forskare från Scottish Association for Marine Science (SAMS) har kunnat observera säsongsförändringar när de sker i Arktis, tack vare en kontinuerlig närvaro av segelflygplan i Barents hav mellan januari och juli i år.

Segelflygplanen kan också mäta klorofyll, en indikation på vattnets biologiska innehåll, och en snabb ökning av klorofyllnivåerna i mitten av april i år visade ögonblicket som vårblomningen började. Data kan hjälpa till att förutsäga hur det arktiska ekosystemet kommer att reagera på klimatförändringar.

Forskare från projektet kommer att hämta sitt segelflygplan när de återvänder till Barents hav ombord på RRS James Clark Ross i juli. Kryssningen avgår från Longyearbean, Spetsbergen den 12 juni 2018 och är en del av Arctic PRIZE-projektet, finansierat av NERC Changing Arctic Ocean-programmet.

SAMS marinforskare professor Finlo Cottier, vem leder Arctic PRIZE, sa:

Det är första gången det har skett en kontinuerlig övervakning av Ishavets miljö genom årstiderna och det har gett oss en mycket tydlig bild av hur livet reagerar på de förändrade förhållandena.

Vi har sett förändringen från 24-timmars mörker på vintern till vårens ankomst när kombinationen av ljus och värmande vatten tillåter en explosion av alger. Detta är mat för små djurplankton, som ger energi genom näringskedjan för alla möjliga liv.

Dock, djurplanktonets livscykel och vårblomningen måste anpassas för att den arktiska näringskedjan ska bli en framgång. Med arktisk havsis som drar sig tillbaka tidigare varje år, vattnet är mer utsatt för ljus och blandning. Kommer det att finnas en obalans mellan tillgång på föda och djurplanktons livscykler under de kommande åren?

Det är lite som att vakna vid samma timme varje morgon, bara för att upptäcka att frukosttiden har ändrats.

Professor Cottiers team arbetar nära med partners i Storbritannien och Norge, särskilt vid universitetet i Tromsø (UiT), och de tidigare två Arctic PRIZE kryssningarna i januari och april har varit ombord på RV Helmer Hanssen, ägs av UiT. Månadens kryssning, projektets tredje och sista kryssning för året, kommer att ge laget en chans att studera samma område på sommaren och kommer att pågå i cirka en månad.

Med varmare vintrar över polarområdet, Ishavet upplever nu minskningar av havsisens utbredning från år till år. Dessa förändringar har en aldrig tidigare skådad inverkan på hur det arktiska ekosystemet fungerar.

Tillbakagången och uttunningen av arktisk havsis är en viktig drivkraft för förändring, öka mängden ljus i havet och uppmuntra blandning som ger djupare, näringsrika vatten till ytan. Dessa är två nyckelfaktorer för produktiviteten i Ishavet som hela näringskedjan förlitar sig på. Det är viktigt att förstå hur klimatförändringarna förändrar dessa egenskaper och att kvantifiera deras inverkan på det arktiska ekosystemet, om datormodeller som förutsäger framtida förändringar ska förbättras.

SAMS, baserad på Dunstaffnage, nära Oban, är Skottlands största och äldsta oberoende marin vetenskapsorganisation, dedikerade till att leverera marin vetenskap för en hälsosam och hållbar marin miljö genom forskning, utbildning och engagemang i samhället. Det är en välgörenhetsorganisation (009206) och en akademisk partner inom University of the Highlands &Islands.

Segelflygplan är autonoma undervattensfordon (AUV) som rapporterar tillbaka i realtid ett antal viktiga oceanografiska mätningar. De arbetar med låg effekt, eftersom de är byggda för uthållighet, och kan vistas till sjöss i månader. Segelflygplan som användes på Arctic PRIZE-kryssningen kunde dyka till 200 m och opererades av SAMS, med hjälp från Storbritanniens Marine Autonomous &Robotics Systems (MARS) anläggning baserad på National Oceanographic Centre, Southampton.

Den här historien återpubliceras med tillstånd av Planet Earth online, en fri, medföljande webbplats till den prisbelönta tidskriften Planet Earth publicerad och finansierad av Natural Environment Research Council (NERC).