Ishavet, med dess stora isiga öar och halvöar, var en gång känd som terra incognita – det okända landet – planetens sista stora onavigerade sjögräns.

Den här sommaren, ett team av forskare och studenter, bedriver forskning ombord på One Ocean Expeditions fartyg Akademik Ioffe , kommer att erbjuda utvalda museer, såväl som klassrum och medborgarforskare över hela världen, en möjlighet att tillsammans med dem i realtid utforska ett dramatiskt föränderligt Ishavet, och för att diskutera sin forskning i den första live någonsin, interaktiva sändningar från den mytomspunna nordvästpassagen.

Från 23 augusti till 13 september, University of Rhode Islands Inner Space Center (ISC), med stor finansiering från U.S. National Science Foundation och ytterligare stöd från Heising-Simons Foundation, kommer att genomföra den innovativa forskningsexpeditionen Northwest Passage Project med ett team av natur- och samhällsvetare, studenter, och ett professionellt filmteam. Denna banbrytande möjlighet stöds också av One Ocean Expeditions som en viktig marinpartner, har verkat i arktiska vatten i över 20 år.

Forskning för att hjälpa till att förstå / dokumentera klimatförändringseffekter

Ombord på Akademik Ioffe, laget kommer att samla vatten, is, och luftprover för att öka förståelsen för och dokumentera effekten av klimatförändringarna på miljön och den biologiska mångfalden i den kanadensiska arktiska skärgården.

Projektet kommer att hjälpa till att fylla betydande luckor i kritiska vetenskapliga data om regionen, användning av en uppsättning oceanografiska instrument under hela fartygets 22-dagars transitering.

Expeditionens chefsforskare, Dr. Brice Loose från University of Rhode Island Graduate School of Oceanography, samordnar och leder forskningen om utbyte av växthusgaser mellan vatten och atmosfär, och förändringar i utbredning och förekomst av två sårbara nivåer av det arktiska näringsnätet – plankton och sjöfåglar.

Projektets fyra vetenskapliga forskningsområden beskrivs närmare i en bilaga nedan.

En svit med högteknologiska verktyg:första autonoma undervattensglidarflygningen för att samla information i NW Passage vattenpelare

Planerna inkluderar utplacering av Slocum Glider, ett autonomt undervattensfordon (AUV), som ska hämtas efter provtagning av vattnet i östra Lancaster Sound - en kritisk chokepunkt i nordvästpassagen mellan Beauforthavet och Baffin Bay.

Sötvattenexport från Arktis kan ha dramatiska effekter på havscirkulationen i den kanadensiska arktiska skärgården, såväl som globalt när den släpps ut i Nordatlanten.

Leds av Donglai Gong från Virginia Institute of Marine Science, AUV-teamet kommer att vara det första att flyga ett undervattenssegelflygplan som samlar information om vattenpelaren inne i Nordvästpassagen.

Uppkallad Amelia (efter flygpionjären Amelia Earhart), Segelflygplanets sensorer kommer att samla in värdefull information om ökad sötvattenlagring och transport från övre Ishavet.

Segelflygplanet kommer att användas i mer än 10 dagar och kommer att fokusera på vattenpelarmätning av temperatur, salthalt, löst syre, klorofyll-a fluorescens, fluorescens av färgat löst organiskt material, och optisk backscattering (reflektion av vågor, partiklar, eller signalerar tillbaka till den riktning från vilken de kom). Denna uppsättning mätningar kommer att ge en högupplöst bild av Lancaster Sound-strömmar, vattenmassor, och primär biologi.

NW Passage geopolitik, och hur klimatförändringarna påverkar ursprungsbefolkningen

Projektet kommer också att bidra till förståelsen av Nordvästpassagens maritima historia, inuiternas roll i arktisk historia, klimatförändringarnas effekter på ursprungsbefolkningen, och geopolitiken för en vattenväg som konfronteras med hot från resursutvinning, ökad frakthandel, och föroreningar.

Engagera elever och allmänhet

En grupp på 22 studenter, studenter, och postdoktorala forskare från USA och Kanada kommer att ansluta sig till forskarna. Dessutom, sex lag av gymnasielärare och elever (totalt 18) kommer att bo i ISC:s uppdragskontrollanläggning under expeditionens första vecka och interagera direkt med deltagarna till sjöss.

Expeditionsteamet kommer att engagera en bred publik genom en omfattande och aldrig tidigare skådad internetnärvaro från området, inklusive Facebook Live-sändningar från havet. Särskilda interaktiva sändningar kommer att sändas via Inner Space Center (ISC), den amerikanska anläggningen som stöder havsutforskning och utbildning, till tre prestigefyllda vetenskapsmuseer över hela landet – Smithsonian National Museum of Natural History, Washington DC, Exploratorium, San Francisco CA, och Alaska SeaLife Center, Seward AK.

Information och detaljer om projektets andra allmänna evenemang via Facebook Live och dagliga höjdpunkter kommer att finnas tillgängliga på http://www.northwestpassageproject.org

En två timmar lång, ultrahög 4K-tv-dokumentär av filmbolaget David Clark ombord, Inc. sänds under 2019.

"Det är viktigt för människor överallt på jorden att förstå hur denna region påverkar alla medborgare. Regionens smältvatten, vattencirkulation, och flödet av växthusgaser mellan havet och atmosfären påverkar storskaliga miljö- och klimatförändringar, inklusive hur dessa förändringar påverkar människor och mångfald av vilda djur, " säger NPP:s huvudutredare och projektledare Gail Scowcroft.

"Projektets natur- och samhällsvetare kommer att engagera en grupp universitetsstudenter i praktisk forskning, eftersom teamet tar upp viktiga forskningsfrågor. Dessutom, olika publik kommer att nås genom realtidsinteraktioner från havet, en två timmar lång dokumentär, och relaterade händelser. NPP kommer att tillhandahålla en visuellt fantastisk och historiskt gripande plattform från vilken olika publik kommer att uppleva denna innovativa expedition."

Akademik Ioffe

Projektet kommer att ske ombord på Akademik Ioffe med One Ocean Expeditions, en världsledande expeditionskryssningsoperatör vars kärnuppdrag inkluderar havshälsa, vetenskap, och utbildning som en del av dess pedagogiska programmering, samtidigt som det erbjuder uppslukande upplevelser för passagerare.

Akademik Ioffe på 364 fot är utrustad med flera laboratorier, kranar, en "moon pool"-axel genom skrovet för att sänka och höja utrustning, och en komplett uppsättning oceanografiska forskningsverktyg.

Fartyget kommer att avgå från Resolute Bay den 23 augusti, resa söderut och västerut till Cambridge Bay via Bellot Strait, återvänd sedan till Lancaster Sound and Pond Inlet, innan du reser ner på östra sidan av Baffin Island, med många stopp längs vägen. Expeditionen avslutas i Iqaluit den 13 september, 2018.

På den 22 dagar långa resan, studenter kommer att delta i praktisk forskning med forskare ombord, och göra landbesök, inklusive till vilda djur och forskningsplatser.

Vetenskapliga forskningsområden

Fysiken i arktisk havscirkulation:Transpolär vattendrift genom Canadian Arctic Archipelago (CAA)

Forskare kommer att undersöka den ökade sötvattenlagringen och exporten från det övre arktiska havet på grund av en uppvärmning av Arktis. När issmältning inträffar, ökat sötvatten ackumuleras i Arktis, vilket resulterar i en stor sötvattensanomali.

Tillförsel av sötvatten kan ha dramatiska effekter på havscirkulationen, särskilt när sötvatten släpps ut i Nordatlanten från Arktis. Luftfartsverket, och särskilt nordvästpassagen, är en av de viktigaste ledningarna för sötvattentransport från Ishavet till Nordatlanten.

Det råder osäkerhet om storleken på vattenflödet genom de olika begränsade utloppen från Arktis till Atlanten. En av vägarna för denna sötvattentransport finns i Nordvästpassagen, där Northwest Passage Project-expeditionen kommer att äga rum.

Kemi i de smältande arktiska och marginalhav:Vattenpelarkemi som påverkar växthusgasflöden

Koncentrationen och isotopsammansättningen av metan och koldioxid i Ishavet och atmosfären är av stort intresse, eftersom båda är växthusgaser och källorna och flödet av båda mellan havet och atmosfären är viktiga komponenter i det globala klimatsystemet.

Ishavet absorberar i allmänhet koldioxid, men istäcke begränsar luft-havsutbytet. Att mäta koldioxid och dess isotopsammansättning kan ge information om kolsystemets källor och flöden till atmosfären.

Metan, en mer potent växthusgas än koldioxid, finns över hela polcirkeln, och Arktis verkar vara en ständigt växande källa till metan till atmosfären. Metan finns i landbaserad permafrost och som metanis eller metanhydrater, som är fördelade längs havsbotten.

Med mindre havsis täcker, det kan finnas ett ökat flöde av metan till atmosfären från havet. Dock, vissa mikrober i havsvatten använder metan som matkälla. Om mikrobiell nedbrytning av metan är tillräckligt snabb, det kan tjäna till att kompensera för den metan som läcker ut i atmosfären. Det finns få data som ger uppskattningar av denna metannedbrytning i arktiskt vatten. Northwest Passage Project kommer att studera denna mikrobiella nedbrytning av metan och den hastighet med vilken den inträffar i Northwest Passage-regionen.

Ekosystemundersökningar av arktiska livsmiljöer i övergång:Utbredning och förekomst av djurplankton och växtplankton

När vattnet i Arktis blir varmt och havsisen minskar, det arktiska ythavsekosystemet förväntas genomgå betydande förändringar. Habitaterna förändras och rör sig, kanske försvinner, och arternas utbredning och förekomst kan också förändras snabbt.

För att observera växtplankton och djurplankton, Northwest Passage Project kommer med jämna mellanrum att genomföra planktonnät i den övre vattenpelaren (100m och mindre). Innehållet i näten kommer att katalogiseras. Organismerna som samlas in i dessa nättows kommer att räknas med en laboratoriebänk Flowcam.

Flowcam räknar och avbildar partiklar i mikrometerstorlek med hjälp av ett avbildningsmikroskop. Detta ger möjligheten att identifiera och kvantifiera "partiklar" från någon provad volym. Dessa partiklar kan vara sediment, växtplankton, eller till och med djurplankton. Detta bildbehandlingssystem kommer att generera ett bibliotek med bilder för varje körning och lagra dem för bearbetning senare.

Ekosystemundersökningar av arktiska livsmiljöer i övergång:Utbredning och förekomst av sjöfåglar

Förutom vattenpelarstudierna, det kommer att göras undersökningar av havsfåglar under hela expeditionen. Som bästa rovdjur av marina näringsnät, sjöfåglar spelar en viktig roll i marina ekosystem. Kolonier av internationell betydelse finns i denna region och deras överflöd och utbredning till havs kan användas för att övervaka förändringar och variationer. Northwest Passage Project-kryssningen kommer att använda en standardmetod för att utföra sjöfågelräkningar och bidra till sjöfågelundersökningsdatabasen för Canadian Wildlife Service som används för att övervaka statusen för marina fåglar i Kanada.

URI Inner Space Centres avancerade telenärvaroteknik

Live interaktiva sändningar under hela expeditionen kommer att använda ISC:s avancerade telenärvaroteknik och videoproduktionsanläggning. Webinarier före expeditionen, arkiveras online för allmän beskådan, kommer att förbereda studenterna för deras forskningserfarenheter.

ISC kommer också att producera dagliga videosprängningar med hjälp av filmer från de ombordvarande filmskaparna. Dessa videosprängningar kommer att användas under sändningar och liveinteraktioner med partners webbplatser. De kommer också att finnas tillgängliga på ISC:s YouTube-kanal.

ISC kommer att ta emot en live satellitlänk från fartyget och koppla den till partnerplatserna, så att publiken kan kommunicera med forskare och studenter ombord. De förproducerade videosegmenten kommer att göras tillgängliga för partnerinstitutionerna för användning i deras andra utbildningsaktiviteter, och kommer även att finnas tillgänglig på projektets hemsida.

Eftersom Arktis är en extrem miljö och när som helst under expeditionen kan det uppstå väder som stör satellitsignalen, dessa höjdpunktsvideor kommer att göra det möjligt för ISC att genomföra ett interaktivt program med partnerinstitutionerna utan liveinteraktion från havet, om nödvändigt.

Frozen Obsession:En två timmar lång tv-dokumentär av den Emmy-vinnande regissören David Clark

Emmy-belönade regissören David Clark kommer att producera och regissera en två timmar lång tv-dokumentär, Frozen Obsession, som kommer att utforska det föränderliga Arktis genom att dokumentera NPP-expeditionen. Filmen kommer att belysa expeditionens forskning och dokumentera aktiviteterna för den mångfaldiga gruppen av deltagare (forskare, historiker, journalister, pedagoger, och studenter) och deras olika erfarenheter.

Dokumentären kommer också att utforska Nordvästpassagens maritima historia, inuiternas roll i Arktis historia och förändringar som påverkar deras sätt att leva, och geopolitiken för denna arktiska vattenväg (mer information:http://www.northwestpassageproject.org).

Särskilda screeningevenemang kommer att äga rum vid var och en av NPP-partnerinstitutionerna, vid Penn State's Polar Center, och på Miljöfilmfestivalen. Filmen kommer att ha en tv-sändning och även vara tillgänglig för framtida teaterdistribution. Programmet kommer att kombineras med online/sociala medier, samhällsuppsökande, och ungdomsverksamhet. Projektets deltagare kommer att vara värd för visningar av dokumentären i sina skolor och institutioner.

Den prisbelönte författaren och journalisten Ed Struzik, som har skrivit om Arktis i tre decennier, kommer att vara ombord för att dela med sig av sitt perspektiv på kritiska naturfrågor, den infödda inuitkulturen, effekterna av klimatförändringar, och utsikterna för utvinning av arktiska resurser och kommersiell sjöfartstrafik i Passagen.