Først publisert i Bergens Tidende søndag 13. september
Det nærmer seg midten av september og Forskningsdagene står for døren. Rundt omkring på laboratorier og institutt i Bergen sprudler kreativiteten: Hva skal vi finne på i år? Hvordan skal vi forklare barn og ungdom hva vi driver med? Hvordan skal vi gjøre fagfeltet vårt spennende og interessant?
Vi står hjemme på kjøkkenet og forbereder bidraget vårt til forskningstorget. Ingrediensene står på rekke og rad på kjøkkenbenken foran oss: Flytende honning, solbærsaft, Zalo, melk, rapsolje og en flaske med babyolje. En etter en heller vi dem forsiktig ned i det høye glasset foran oss. De legger seg pent og pyntelig, lag etter lag oppå hverandre i glasset. Honningen som er tyngst, ligger nederst. Den lette babyoljen flyter øverst.
Varmt og salt, kaldt og ferskt
Det samme skjer i havet. Selvfølgelig handler det ikke der om væsker med forskjellig smak og farge, men om det som vi oseanografer kaller vannmasser: Vann med forskjellig opphav, med ulikt saltinnhold og temperatur. Vi snakker for eksempel om atlanterhavsvann som er varmt og salt, om arktisk overflatevann som er kaldt og ferskt, eller om arktisk shelfvann som er kaldt og salt.
Vannmasser kan bestemmes utfra konsentrasjonen av oksygen eller næringssalter, men vi bruker oftest temperatur og saltinnhold siden disse egenskapene bestemmer vannets tetthet eller tyngde. Kaldt vann er tyngre enn varmt, ferskt vann er lettere enn salt. Vannmasser med forskjellig tetthet legger seg, akkurat som væskene i glasset, pent i lag på lag. Men i motsetning til væskene i glasset er havet stadig i bevegelse. Strømmer, bølger og tidevann lager turbulens som blander vannmassene og gjør at grensen mellom lagene viskes ut. De er sjelden så tydelige som i vår «drink», men de finnes der.
Innholdsrike Atlanterhavet
I store deler av Atlanterhavet finner vi det antarktiske bunnvannet nederst. Dette vannet dannes langs den grunne kontinentalsokkelen rundt Antarktis (Sydpolen), der det blir salt og kaldt, og derfor tungt. Vannet synker ned til bunnen og sprer seg nordover.
I Nord-Atlanterhavet dannes det også kaldt og salt vann, men dette vannet er noe lettere enn bunnvannet fra Antarktis, og legger seg derfor oppå det antarktiske bunnvannet. Over der igjen finner vi det lettere mellomvannet som dannes i Sørishavet, og øverst i overflatelaget er det som oftest mye varmere og noe saltere vann.
I det øvre laget finner vi den nordatlantiske strømmen og det som vi kaller Atlanterhavsvann. Den nordatlantiske strømmen er i mangt og mye enden på visen for det som vi kjenner som Golfstrømmen. Den fører med seg Atlanterhavsvann og store mengder varme opp langs den norske kysten, forbi Svalbard og inn i Arktis. Det salte og varme atlanterhavsvannet er tyngre enn det kalde og relativt ferske vannet vi finner i Arktis. Når de to vannmassene møtes nord for Svalbard, så synker atlanterhavsvannet ned under det arktiske. På denne måten isoleres sjøisen i Arktis fra den atlantiske varmen.
Høye hastigheter
Det finnes fjellkjeder også under havoverflaten. En av dem går fra Grønland og helt over til Skottland og Europa. Den grunne ryggen deler Nord-Atlanteren fra Norskehavet og «stenger inne» det tunge vannet som fyller de dype (3000–4000 meter) havbassengene i nord. Det er bare i de dype «dalsøkkene» (som vi vanligvis kaller stred eller kanaler) på tvers av ryggen at det tunge vannet kan strømme over og renne ned i Nord-Atlanteren. Her danner det tunge vannet undersjøiske «elver» som fosser frem langs bunnen langt nede i dypet. «Elvene» kan være flere hundre meter tykke og flere titalls kilometer brede, og de strømmer avgårde med hastigheter på over én meter pr. sekund. Da er det tungt for en torsk, som kan svømme drøyt to m/s, å svømme mot strømmen!
Den dypeste forbindelsen mellom nord og sør er den 840 meter dype Færøybankkanalen. Der strømmer to millioner kubikkmeter med tungt, kaldt vann sørover – hvert sekund!
Det er 17 ganger så mye som i Amazonaselven.
Hvordan dannes vannmasse?
Det er hovedsakelig atmosfæren som styrer dannelsen av vannmassene. Der det er varmt, varmes havet opp. Der det er kaldt, kjøles havet ned. Saltinnholdet styres av fordamping, tilsig av ferskvann og isdannelse. I områder hvor det er mye fordamping (for eksempel i Middelhavet), blir vannet som er igjen svært salt. I områder hvor det regner mye og hvor det er mange, store elver som munner ut (for eksempel i Østersjøen), blir vannet ferskt.
Når det dannes is om vinteren, er det vannmolekylene som fryser. Det meste av saltet i sjøvannet blir da skilt ut, og saltinnholdet i vannet under isen øker. I grunne områder hvor det dannes mye is, kan saltinnholdet bli svært høyt og dermed blir vannet veldig tungt. Når isen så smelter om våren, dannes et ferskt, lett lag oppå det salte, tunge vintervannet.
Kanskje vi skal ta isen med oss tilbake til «drinken» på kjøkkenbenken, og som kronen på verket putte i noen isbiter og se hva som skjer.