Efter utbyte av forskarlag och besättningsmedlemmar, den största expeditionen till Central Arktis genom tiderna går nu in i nästa fas, under vilken akut nödvändig forskning om det arktiska klimatsystemet kommer att bedrivas. I följande stycken, laget från den första delen av resan, som dominerades av tunn havsis, granska uppdraget hittills:trots extremt utmanande förhållanden, de upprätthöll ett stadigt flöde av vetenskapliga data. Det nya teamet kommer nu att möta den mörkaste och kallaste forskningsfasen:den arktiska vintern, som aldrig har undersökts tidigare.

Denna vecka, omgiven av polarnatten, deltagarna i MOSAiC-expeditionen är engagerade i ett logistiskt utmanande skiftbyte:ungefär 100 personer handlar mellan den tyska forskningsisbrytaren Polarstern, som har drivit med den arktiska havsisen sedan oktober, och den ryska återförsörjningsisbrytaren Kapitan Dranitsyn. Efter en veckas försening av sin avgång på grund av en cyklon i Barents hav, det tog fartyget tio dagar, kännetecknas av allt svårare isförhållanden, att ta sig till Polarstern. Medan deltagarna från den första fasen nu är på väg hem, den mörkaste och kallaste fasen av MOSAiC-expeditionen väntar det nya laget.

Under de senaste veckorna, det internationella teamet från den första etappen installerade en komplex forskningsinfrastruktur på den arktiska isen. På MOSAiC-isflaket, för närvarande belägen på 86°34' North och 119° East, 270 kilometer från Nordpolen, "islägret" restes runt den fångade isbrytaren Polarstern:en forskningsstation designad för MOSAiC-expeditionens olika fokusområden. Fartyget och dess isläger har redan drivit med den arktiska isen ca. 200 kilometer mot Nordpolen – tillsammans med ett omfattande nätverk av övervakningsstationer, som sattes in i en radie på 40 kilometer runt Polarstern av isbrytaren Akademik Fedorov från Ryska Arctic and Antarctic Research Institute (AARI) under de första veckorna av uppdraget.

"Den första fasen av expeditionen var inte lätt, " rapporterar MOSAiC expeditionsledare Prof Markus Rex från Alfred Wegener Institute, Helmholtz Center for Polar and Marine Research (AWI). "Isen, på mindre än en meter, är ovanligt tunn, mycket dynamisk och ständigt i rörelse. Vi såg väldigt ofta nya sprickor och kanaler i isen, eller bildandet av flera meter höga packishögar:taggiga ishögar, bildas när trycket stiger gör att isflaken pressas mot varandra och staplas upp. Kraften i denna kraschande is visar på ett imponerande sätt naturens kraft, i vars händer vi nu befinner oss. Dessutom, nybildade hummocks begravde ofta vår utrustning, som vi sedan var tvungna att hämta och sätta upp igen - för att inte tala om sprickorna i isen, som är farliga för både laget och instrumenten."

För att göra saken värre, en storm med vindhastigheter på upp till 100 km/h, som drabbade expeditionen i mitten av november, förskjutit de olika delarna av islägret med hundratals meter. Flera strömkablar revs sönder i processen, vilket innebar att många av instrumenten på isen måste drivas med nödgeneratorer – plus att det 30 meter höga övervakningstornet föll omkull. Sålänge, skadan har reparerats. "Vi gjorde ett bra jobb med att anpassa oss till denna isdynamik, vilket gjorde det möjligt för oss att fortsätta samla in den akut nödvändiga informationen från denna region praktiskt taget utan avbrott. Vi lämnar efter oss ett flexibelt och modulärt forskningsläger där allt spelas in och fungerar smidigt, " hävdar MOSAiC expeditionsledare Rex, som återigen kommer att leda expeditionen på plats från början av april.

Ur vetenskaplig synvinkel, stormen var en av expeditionens höjdpunkter hittills. Direkt konfronterad med denna viktiga del av det arktiska klimatsystemet, MOSAiC-experterna fick en enastående möjlighet att undersöka påverkan av arktiska stormar på egen hand:på vattenpelaren i havet, och på isen, snö och atmosfär. "Aldrig tidigare har effekterna av dessa stormar på det arktiska klimatsystemet registrerats så omfattande, säger Rex.

Nu när stafettpinnen har skickats till dem, medlemmarna i det nyligen anlända teamet för den andra fasen av MOSAiC förväntar sig att se både utmaningar och vetenskapliga höjdpunkter. "Vi kommer med största sannolikhet att se ytterligare isdeformationer, säger Prof Christian Haas, en havsis-geofysiker vid Alfred Wegener-institutet och ledare för expeditionens andra etapp. "Hur stigande tryck som utövas på isen leder till ökad tjocklek och bildandet av massiva packishummar är en av frågorna vi kommer att undersöka. Jag är särskilt nyfiken på att se om det kommer att fortsätta att vara varmluftsintrång i Centralen Arktis, som vi har övervakat i december och januari tidigare år, och om de ens kan producera regn på Nordpolen på vintern. I detta sammanhang, för, direkta observationer på plats skulle vara oerhört värdefulla, säger Haas.

Under t.ex. den fem dagar långa överlämnandeprocessen på plats, det nya teamet kommer att få intensiv utbildning i de etablerade arbets- och säkerhetskoncepten – inklusive de för isbjörnar, som upprepade gånger besökt forskarlägret. "En stor utmaning för oss "nybörjare" är det faktum att vi nu befinner oss på ett isflak som vi aldrig sett i dagens ljus, och som resultat, vi har ingen aning om var vi faktiskt är, säger Haas, som beskriver den andra fasens mycket ovanliga karaktär, den enda som kommer att äga rum helt under Polarnatten:till skillnad från deras föregångare, medlemmarna i det nya teamet hade aldrig möjlighet att se sin omgivning i dagsljus. "Så vi måste lära oss att uppfatta vår omgivning med andra medel än våra ögon, säger polarforskaren. I detta avseende, laget kan falla tillbaka på t.ex. helikoptrar utrustade med laserskannrar och infraröda kameror, som flyger över isen i låga pass för att kartlägga den i detalj.

Överföringen mellan de två fartygen representerar en komplex logistisk operation, under vilken en del last kommer att flyttas från fartyg till fartyg över isen, och annan last kommer att flyttas direkt, med kran. En särskilt knepig uppgift:att överföra temperaturkänsliga lastbitar, som inte kan tillåtas frysa, vid utomhustemperaturer på nästan minus 30 grader Celsius. "Men vi har också ett antal julklappar med oss, säger Haas, vars tid som expeditionsledare kommer att innefatta att fira ett antal internationella helgdagar på den arktiska isen. På samma gång, som Markus Rex berättar, deltagarna från första etappen ser redan fram emot att träffa sina familjer och vänner igen – för att inte tala om solljus. "Stämningen här är utmärkt. Ändå, några av deltagarna är ovilliga att lämna över instrumenten - sina "bebisar" på isen - till nästa lag."