Arktis Ocean: Varför Narwhals är mer utsatta än någonsin tidigare

De flesta amerikaner associerar höst med fotboll och raking löv, men i Arktis den här säsongen handlar om is. Varje år sjunker flytande havsis i Arktis och smälter på vår och sommar, sedan tjocktar och expanderar på hösten och vintern.

När klimatförändringen värmer Arktis, sjunker dess isskydd. I år uppskattar forskarna att den isländska havsminskningen i slutet av september omfattade 1,77 miljoner kvadratkilometer, vilket innebär att det sjätte lägsta sommartidet är på rekord.

Med mindre havsis finns det ett växande intresse för frakt och annan kommersiell verksamhet i hela nordvästra passagen - den berömda vägen som förbinder Atlanten och Stillahavsområdet, via Kanadas invecklade arktiska skärgård - samt Norrhavet, som skär över Rysslands norra hav. Denna trend har allvarliga potentiella konsekvenser för det arktiska havslivet.

I en nyligen genomförd undersökning bedömde vi sårbarheten hos 80 populationer av marina däggdjursarter under "öppenvatten" -perioden i september, när havsisen är i minsta utsträckning. Vi ville förstå de relativa riskerna med fartygstrafik över arktiska marina däggdjursarter, befolkningar och regioner. Vi fann att mer än hälften (53 procent) av dessa populationer - inklusive valross och flera valvalar - skulle utsättas för fartyg i arktiska sjövägar. Detta kan leda till kollisioner, bullerstörningar eller förändringar i djurs beteende.

Mindre is, fler fartyg

För mer än ett sekel sedan blev den norska utforskaren Roald Amundsen den första europeiska som navigerade över hela nordvästern. På grund av den korta arktiska sommaren tog Amundsen 70-fots trä segelskepp tre år för att göra resan, övervintra i skyddade hamnar.

Snabbspolning fram till sommaren 2016, när ett kryssningsfartyg med mer än 1.000 passagerare förhandlade nordvästkusten om 32 dagar. Sommarperioden "öppenvatten" i Arktis har nu ökat med mer än två månader i vissa regioner. Sommarhavsskyddet har krympt med över 30 procent sedan satelliterna startade regelbunden övervakning 1979.

Arktiska haven är hemma för en specialiserad grupp marina däggdjur som inte finns någon annanstans på jorden, inklusive beluga- och rovhvalar, narwhals, valrosser, ringade och skäggiga sälar och isbjörnar. Dessa arter är kritiska medlemmar i de arktiska marina ekosystemen och ger traditionella resurser till ursprungsbefolkningar över hela Arktis.

Enligt ekologer är alla dessa djur mottagliga för isförlust. Forskning vid lägre breddgrader har också visat att marina däggdjur kan påverkas av buller från fartyg på grund av deras beroende av ljud samt av skeppsattacker. Dessa fynd ger upphov till oro för ökad fartygstrafik i Arktis.

Känslighetstider exponering är lika med sårbarhet

För att bestämma vilka arter som skulle kunna vara i fara uppskattade vi två nyckelfaktorer: Exponering - hur mycket befolkningens fördelning överlappar Nordvästra Passage eller Northern Sea Route i september - och känslighet, en kombination av biologiska, ekologiska och kärlfaktorer som kan sätta en befolkning med högre risk.

Som en illustration, tänk dig att beräkna sårbarheten mot luftföroreningar. Människor är i allmänhet mer utsatta för luftföroreningar i städer än på landsbygden. Vissa grupper, som barn och äldre, är också känsligare eftersom deras lungor inte är lika starka som hos genomsnittliga vuxna.

Vi fann att många val- och valrosspopulationer var både starkt utsatta och känsliga för fartyg under öppenvattenperioden. Narwhals - medelstora tandvalar med en stor spiralskytt - som mest utsatta. Dessa djur är endemiska mot Arktis och spenderar mycket av sin tid på vintern och våren i områden med stora koncentrationer av havs. I vår studie rankades de som både mycket utsatta och mycket känsliga för kärlverkningar i september.

Narwhals har ett relativt begränsat intervall. Varje sommar migrerar de till samma områden i Kanadens höga arktiska och kring Grönland. På hösten migrerar de söderut i pods till offshoreområden i Baffin Bay och Davis Strait, där de spenderar vintern som gör djupa dyk under den täta isen för att mata på hälleflundra. Många narwhalpopulationers kärnor i sommar och höst är precis mitt i nordvästern.

Sårbara arktiska regioner, arter och viktiga osäkerheter

Den västra änden av nordvästra passagen och östra änden av norra havsrederiet konvergerar vid Bering-sträckan, en 50 mil bred vattenväg som skiljer Ryssland och Alaska. Detta område är också en viktig migrationskorridor för tusentals beluga- och bowheadvalar, Stilla havvalar och ringade och skäggiga sälar. I denna geografiska flaskhals och andra smala kanaler är marina däggdjur särskilt sårbara för fartygstrafiken.

Bland de arter vi bedömde var isbjörnar minst utsatta för septemberfartygstrafiken eftersom de i allmänhet tillbringar isfri säsong på land. Naturligtvis är längre isfria årstider också dåliga för isbjörnar, vilket kräver havsis som en plattform för jaktförseglingar. De kan också vara sårbara för oljeutsläpp året runt.

Forskning i det hårda och avlägsna arktiska havet är notoriskt svårt, och det finns många luckor i vår kunskap. Vissa områden, såsom den ryska arktiska, är mindre studerade. Data är glesa på många marina däggdjur, speciellt ringade och skäggiga sälar. Dessa faktorer ökade osäkerheten i våra fartygs sårbarhetsresultat.

Vi koncentrerade oss på sensommaren, då fartygstrafiken förväntas bli störst tack vare minskat isskydd. Isstyrka fartyg kan dock också fungera under våren, med potentiella effekter på sälar och isbjörnar som är mindre sårbara i september. Fönstret för möjligheter till navigering växer när havsbrytningen händer tidigare i år och frysning sker senare. Dessa förändringar skiftar också de tider och platser där marina däggdjur kan utsättas för fartyg.

Planerar för en navigerbar arktisk

De senaste initiativen i de lägre 48 staterna erbjuder några modeller för att förutse och hantera fartygs marina däggdjursinteraktioner. En ny studie visade att modellering skulle kunna användas för att förutsäga blåhvalplatser utanför Kaliforniens kust för att hjälpa fartyg att undvika viktiga livsmiljöer. Och sedan 2008 har federala bestämmelser infört säsongs- och hastighetsbegränsningar på fartyg i Nordatlanten för att minimera hot mot kritiskt hotade valar. Dessa praktiska exempel, tillsammans med vår sårbarhetsrankning, kan ge en grund för liknande åtgärder för att skydda marina däggdjur i Arktis.

Internationella sjöfartsorganisationen har redan antagit en Polar Code, som utvecklades för att främja säkert skeppsresor i polar vatten. Det rekommenderas att identifiera områden av ekologisk betydelse, men innehåller för närvarande inte direkta strategier för att utse viktiga livsmiljöer eller minska fartygseffekter på marina däggdjur, även om organisationen har vidtagit åtgärder för att skydda marina livsmiljöer i Beringhavet.

Även om nationerna vidtar stränga åtgärder för att mildra klimatförändringar, förutsäger modeller att september ishavet kommer fortsätta minska under de närmaste 30 åren. Nu finns det möjlighet att planera för ett allt mer tillgängligt och snabbt föränderligt arktiskt område och för att minimera riskerna för varelser som inte finns någon annanstans på jorden.

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation av Donna Hauser, Harry Stern och Kristin Laidre. Läs den ursprungliga artikeln här.