Tidigt i år, Eduard Toll satte rekord:lastad med flytande naturgas, tankfartyget var det första kommersiella fartyget som korsade Arktis på vintern utan isbrytare.

Denna milstolpe inom sjöfarten kan vara ett tecken på vad som kommer, med maritim aktivitet som förväntas stiga när den globala uppvärmningen smälter regionens havsis – minskar med cirka 13 % varje decennium, enligt NASA. Dock, Det finns farhågor bland miljögrupper och forskare att detta kan skada en redan ömtålig miljö genom faktorer som havsföroreningar och buller från fartyg.

Ökad sjötrafik ökar riskerna för oljeutsläpp, något som ett projekt kallat GRACE tar upp genom att titta på hur man bättre kan mäta, övervaka och rensa upp olja i Arktis. Metoderna inkluderar att använda sensorer, undersöka effekterna av förbränning och kemisk spridning, och studera hur man använder levande organismer som föroreningsindikatorer – med informationen insvept i ett webbaserat beslutsfattande verktyg.

Målet är att ha en rad strategier skräddarsydda för olika hotreaktioner och katastrofsituationer, sa Dr Kirsten Jørgensen, GRACE-projektkoordinator och forskare vid Finlands miljöcentral.

"Lyckligtvis, vi har inte haft många stora olyckor i arktiska områden, men om det skulle inträffa ett spill, du bör ha den bästa saneringsberedskapen, " Hon sa, och tillägger att det skulle vara oansvarigt om världen inte införde en välutvecklad strategi för bekämpning av oljeutsläpp.

Sensorer

Datainsamling har hjälpts av förbättringar av sensorer, Dr Jørgensen. I oktober, en smart navigationsboj satt upp av GRACE började för första gången ge realtidsövervakning av oljeutsläpp och vattenkvalitet i Östersjön via satellit. Dessutom, teamet utvecklar en biosensor som använder kläckta zebrafiskembryon för att upptäcka föroreningar genom effekter på organismer.

Forskarna samlar också in biologiska data om organismer inklusive ryggradslösa djur, musslor och fiskar för att ha bakgrundsinformation för jämförelse i händelse av ett spill, och att utföra tester på hur vissa reagerar på olja. De utvecklar också metoder för mekanisk sanering, som ett fordon under is.

Det finns, dock, utmaningar. Även om den relativa bristen på arktiska olyckor är helt klart goda nyheter, paradoxalt, effekterna av ett stort oljeutsläpp är svåra att bedöma utan att det inträffar först.

Dr Jørgensen påpekar också att det är svårt att dra slutsatser från incidenter på annat håll. Till exempel, hon säger att kemiska dispergeringsmedel användes på olja från Mexikanska golfens Deepwater Horizon-katastrof 2010, men hur dessa skulle spridas i Arktis kalla vatten och deras inverkan på dess distinkta ekosystem skulle vara mycket olika. Det som komplicerar saken är att mycket av arbetet också måste ske i labb för att undvika havsföroreningar.

Förebyggande

Men i slutändan, Dr. Jørgensen säger att det säkraste tillvägagångssättet skulle vara att förhindra spill från att inträffa i första hand. "Jag tror fortfarande att det viktigaste är att förhindra olyckor genom att använda fartyg som har dubbelt skrov, bra navigationshjälpmedel och sånt."

Detta är något som kan få hjälp av SEDNA, ett projekt som leds av det internationella ingenjörs- och vetenskapskonsultföretaget BMT som syftar till att utveckla sätt att förbättra säkerheten för den arktiska sjötrafiken. Även om dess specifika fokus ligger på bättre fartygsdesign för att förhindra mänskliga olyckor snarare än ekologiska mål, färre olyckor kommer att ha en följdeffekt av att minska miljöpåverkan, sade BMT senior forskare Dr Philipp Lohrmann.

Dr. Lohrmann säger att han tror att det är oundvikligt att sjöfarten kommer att öka i regionen, men att de exakta utsikterna är svåra att förutsäga på grund av konkurrerande ekonomiska och miljömässiga intressen och därav följande osäkerhet om framtida reglering. Huvudsaken, han sa, ska förberedas.

Ett av SEDNA:s nyckelfokus är att skapa en så kallad säker arktisk bro för isgående fartyg. Dr. Lohrmann sa att detta beror på att ledningscentralen, eller bro, på nuvarande fartyg är ofta inte specifikt utformad för att hantera isen och det hårda klimatet i Arktis när det gäller den navigeringsutrustning och teknik de innehåller.

Som en del av detta, teamet utvecklar förstärkt verklighetsteknik som kan ge fartygets navigatörer relevant information på mer intuitiva och nya sätt. Exempel inkluderar överlagring av den verkliga världen med information om is, eller tillhandahålla virtuell röntgenseende så att besättningen kan se igenom hinder.

På samma gång, han sa, det finns ett behov av att undvika överbelastning av information som kan leda till distraktion. Till exempel, det finns mindre behov i Arktis av instrument som ger information om andra fartyg än i trafiktunga sjöfartsområden.

Projektet tittar också på andra tillvägagångssätt som anti-isningsbeläggningar för fartyg, några inspirerade av arktiskt levande arter som pingvinfjädrars isskyddande förmåga. "Sättet isborttagning ofta görs för tillfället är att man skickar ut några killar med hammare, " sade Dr. Lohrmann. "Det är mycket en stenåldersteknik."

Vissa av SEDNA:s initiativ har också potential att hjälpa till att minska koldioxidutsläppen. Bland dessa, teamet bygger ett arktiskt reseplaneringsverktyg som tar hänsyn till information som väder, sjötillstånd och batymetri, mätningarna av vattendjup. "En minskning av koldioxidutsläppen kan uppnås genom att undvika onödiga förseningar och omvägar, " förklarade Dr. Lohrmann.