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Miguel Medeiros Arctic Lidar Observatory for Middle Atmosphere Research The main goal of the POLARUBI project is to study the aerosol PM10 fraction in a clean environment located 300 km north of the Arctic Circle. After eleven days, measurements continue in ALOMAR (69 N, 16 E), the Arctic Lidar Observatory for Middle Atmosphere Research. At the end of the campaign, these collected samples (aerosol particles) will be packed for further analysis in Portugal. Daily routines consist of filter change, equipment assessment and data retrieval; so far everything is operating correctly, reaching its final days of the campaign. Regarding wheater conditions, clouds predominate most of the time with several occurences of snow. At this time of the year, there are few hours of daylight sun. Due to cloudy conditions the sun is not visible most of the time.  Typically the night starts at 16:00 local time, resulting in longer night periods compared to day periods.  José Xavier e José Seco Trabalhar um cruzeiro científico tem uma agenda muito diversificada: ir até à área de estudo, recolher informação nas várias estações de estudo (úteis para todos colegas do cruzeiro: por exemplo, uns colegas estão mais interessados na vertente acústica e compreender a abundância dos organismos usar sonares, outros colegas é imperativo recolher amostras dos animais para se estudar a fisiologia, biologia, ecologia...e no nosso caso, a presença e quantidade de contaminantes nesses animais. Nestes últimos dias, entre a “normal” ausência de bom tempo, tivemos obrigações primárias a fazer: ir buscar colegas que estavam em terra a trabalhar com os pinguins e os lobos marinhos. Primeiro fomos buscar Phil Trathan, cientista conhecido que trabalha com pinguins e que esteve os 2 últimos meses acampado junto a uma colónia de pinguins de Barbicha Pygoscelis antarctica na Ilha de Laurie (uma das Ilhas Orcadas). Quando o fomos buscar, ele estava com um sorriso gigante. O seu trabalho tinha corrido bem e estava contente de mais uma etapa terminada. Ele foi um dos meus supervisores de Doutoramento e foi bom reencontrá-lo novamente, e logo ali. Eu e o José fomos os sortudos a ter autorização para o ir buscar (e à Cat, a sua assistente), nos zodiacs. As condições não estavam inicialmente favoráveis para atracar na praia, e tivemos de esperar para que as ondas baixassem um pouco. Fomos a terra, mas passamos maior parte do tempo a transportar equipamento, contudo valeu muito a pena. Estivemos novamente a cm de pinguins barbicha e de lobos marinhos. Working in a research cruise has a wide number of issues to deal with in the cruise agenda: get to the research area, collect information from the research stations within it (useful to all colleagues: for example, some colleagues are more interested in the abundance and distribution patterns of marine organisms using acoustic techniques (e.g. sonar) whereas for other colleagues collecting samples of the animals is imperative so that it is possible to study their physiology, biology, ecology...and in our case, the amount of contaminants in these animals. In these last couple of days, between the “normal” absence of good weather, we had a very important task to do: to get our colleagues from various islands in the archipelago that have been working with penguins and seals. Firstly, we went to get Phil Trathan, a well known scientist that works with penguins that spent the last two months at a colony of chinstrap penguins Pygoscelis antarctica at Laurie Island (part of South Orkneys). When we went ot pick him (and Kat, his brilliant field assistant) up, he was with a gigantic smile! His GPS tracking work went well and he was happy. He was one of my PhD supervisors, so it was really nice to see him again, under these circunstances. I and José were the lucky ones to go and pick them up, via zodiacs (quick boats excellent for this type of work). The conditions were initially not ideal, as the waves were high closer to the colony, so we waited a few hours until we got thumps up to go. We spent most of the time transporting equipment between the small Hill where they stayed and the zodiacs, but it was well worth it. The sounds of the penguins, smell of the penguin colony (yes, pretty strong but reminded us of the “old times”), the proximity of them to us,...everything was magical. So nice being cm away from chinstrap and antarctic fur seals...  A próxima paragem foi para apanhar o Ian Staniland, outro colega conhecido que trabalha com lobos marinhos Arctocephalus gazella, na Ilha de Powell (outra Ilha das Ilhas Orcadas). Desta vez não tivemos a oportunidade de ir a terra ajudá-los a retirar o acampamento. Por fim, fomos buscar os últimos cientistas à Ilha de Signy, onde fica a base britânica de Signy. Aí trouxemos connosco o Norman Ratcliffe (e a sua equipa) que trabalhou com pinguins de barbicha e gentoos. Tive a oportunidade de rever a minha colega Stacey Adlard com quem estive no Inverno de 2009, na Ilha de Bird Island (Geórgia do Sul), onde estudei os albatrozes viageiros e os pinguins gentoo, e que agora está a trabalhar ali. Then, we went to pick up Ian Staniland, another well known colleague that works with Antarctic fur seals Arctocephalus gazella, at the Island of Powell (another Island from the South Orkneys). This time, we had no opportunity to go and help them. Our cruise friends Rokas,Tracey and Dan did go and had the responsability of helping them with their equipment. Finally, we went to pick up the last scientists at Signy Island, where the British Research Base is located. We picked up Norman Ratcliffe (and his team), that has been working with chinstrap and gentoo penguins too. While in there, I had the chance to be with Stacey Adlard, my colleague of Winter 2009 at Bird Island Research Station when I studied wandering albatrosses and gentoo penguins. She is working now at Signy Island. Tivemos também de reabastecer (com alimentos frescos e combustível) a base e felizmente deu para conhecer um pouco da Ilha. O tempo começou a piorar e tivemos que regressámos ao navio. We exchanged equipments and gear. We had the chance to see a bit of the surroundings of the base, which was nice too. With the weather deteorating, we returned back to the RRS James Clark Ross.  Todos eles estão a colaborar connosco, de um modo ou de outro, nos nossos projetos. Aliás, tivemos logo a oportunidade de ir para o laboratório pois o Ian tinha bicos das lulas que encontrou na dieta dos lobos marinhos (obtidas através das fezes que os lobos marinhos fazem na praia quando regressam do mar). Os lobos marinhos comeram principalmente a lula Slozarczykovia circumantarctica, aquela que já tínhamos encontrado nas redes. Interessante foi compreender que, dos peixes consumidos, Gymnoscopelus nicholsi parece ter sido o favorito para os lobos marinhos. Isso é muito interessante, pois nós encontrámos outras espécies de peixe mais abundantes, particularmente Gymnoscopelus braueri e Electrona antarctica. All of these researchers collaborate with us, in one way or another. Indeed, as soon as we had the opportunity to go the laboratory, Ian Staniland gave me his squid beaks found in the Antarctic Fur Seal scats during his study. I can say now that Antarctic fur seals ate Slosarczykovia circumantarctica, the same one we found in our nets. Interesting noticing that within the fish consumed by Antarctic fur seals, Gymnoscopelus nicholsi seemed to have been the favourite prey. Such result is surprising as in our nets we found Gymnoscopelus braueri and Electrona antarctica, with G. nicholsi occuring in high numbers only seldomly. A clue to such difference: G. nicholsi can reach big sizes (and nicely nutritious) and therefore Antarctic fur seals were possibly smart in chosing them.  O nosso trabalho de biólogos marinhos tem sido principalmente entre trabalhar em Terra ou num cruzeiro científico.
A grande diferença que sentimos entre trabalhar num cruzeiro científico e em terra, é que em terra possuímos um contato direto com os pinguins e focas, e os restantes animais. Nos cruzeiros científicos, as sensações são complementares, onde apanhamos nas redes animais que não vimos...mas ter pinguins a cm marca-nos muito! Our job as marine biologists has been mostly working on land (mostly in Antarctic islands) or in research cruises. The biggest difference between them is that on land we possess a straight, direct contact with larger, bigger, adored animals, such as penguins or seals. In research cruises, we have the unique opportunity of learning more about whales and smaller organisms that we find in the nets. Overall, both are greta feelings, and both ways to study the marine environments are extremely useful... but it is so nice being close to the penguins ;) João Canário Deception Island Last day of sampling since tomorrow (Feb 21st) we had to stop incubations and pack our luggage and samples. We decided to perform the sampling outside the bay (in open ocean) to see if there were any differences in levels and Hg methylation/demethylation capability between inside and outside Deception waters.  Sampling took place near the penguin colony and we had same free time to admire this fantastic bird species. Also we had the change to see leopard seals hunting in the open waters: not a beautiful scenario but that’s nature in action.  With the sampling and incubations our field work is completed.
All our objectives were accomplished. Again we have to thank the entire military friends we made at the station. Again their work was perfect and our goals were impossible to be reached without their support. João Canário Deception Island This was the last of sampling in the Bay. The sites were chosen based on the probe profile data. However, when we arrived at Fumaroles bay, we found that one fumarole was covered with water…the situation that we were looking for since the first day. So we decided to skip the Pendulo site and sample here.  The water was anoxic, the perfect conditions for our work.
On this site, we sampled water and soils and also made incubations with the Hg stable isotopes. Later this afternoon, a vertical water profile was performed in the middle of the bay. João Canário Deception Island With the bad weather outside most of the work was done in the laboratory or at the station. The water isotope incubations ended and the we also start the soil incubations that will be finished in 24h. This is the first time that Hg isotope incubations are being done in volcanic soil so we are very curious about the results. In the afternoon we mapped all sites and analyse of vertical profiles. According to the dissolved oxygen, pH and redox potential data, the final sites for water sampling were chosen. When the weather is fine we will return to the bay. Below the map with the survey sites (RED), sites already sampled (BLUE) and one site for isotope fingerprint (YELLOW). Some of the red will become blue in the next few days.  João Branco Desde a Antártida até Punta Arenas A partir de agora é sempre para Norte. Iniciou-se o regresso. Os próximos cinco dias vão ser em viagem a bordo do Hespérides, desde a ilha King George, até Punta Arenas, no Chile. No dia 27 pelas 7:00h da manhã, a Zodíac do Hespérides aproximou-se da base sul-coreana King Sejong e recolheu-me a mim e ao Gonçalo para nos levar até ao navio que dali sairia em direcção a Punta Arenas na América do Sul. Os habituais cuidados na descida para o semi-rígido, especialmente com a bagagem. Sacos, mochilas, a caixa do eBee, as botas, que neste processo temos que remover para vestir os dry suits - fatos anti-exposição - tudo corre o risco de se molhar com a ondulação, agora agitada, das águas da baía de Maxwell onde nos aguardava o Hespérides. O Pedro Ferreira e o João Mata também se levantaram cedo e vieram despedir-se de nós e… da caixa com 40kg de amostras de rochas que recolheram e que também fizemos descer do cais até à Zodíac para seguirem viagem marítima até Cartagena, em Espanha, e depois, Lisboa via terrestre. No Hespérides revemos caras conhecidas e a hospitalidade a que nos habituaram na anterior viagem, que fizemos desde Yelcho, neste navio da Armada espanhola no qual, além de mim e do Gonçalo, viajam investigadores espanhóis e búlgaros, de regresso das bases, Juan Carlos I e St. Kliment Ohridsky, situadas ambas na ilha Livingston, onde estão agora os colegas do projecto ANTUAV, Lourenço e Ana Salomé. Passaram dez dias desde que chegámos a Barton e neste período efectuámos doze voos com o drone eBee, obtendo imagens aéreas de alta resolução, no espectro visível e na banda de infravermelho próximo, efectuámos o reconhecimento de uma vasta área da península, identificámos processos geomorfológicos e registámos a morfometria de círculos de pedra. Pouco foi o tempo para tudo isto. À medida que nos afastamos fixo a imagem da península de Barton, a minha área de estudo, que visitei agora pela segunda vez.  Península de Barton vista da Baía de Maxwell. É curioso como um local tão remoto e distante do nosso quotidiano como este, se pode tornar familiar ao ponto de, regressado a Lisboa poder fechar os olhos e ver a imagem que se afasta com o avanço do navio. Vejo nitidamente os edifícios da base e, por detrás, o terreno que se eleva suavemente em colinas até aos planaltos onde se desenham os círculos de pedras, formas periglaciárias abundantes na Península: olhando para a esquerda, mais a norte, o alinhamento do relevo que domina a paisagem de Barton, entre o Noel Hill, e o monte King Sejong cuja vertente se projecta sobre o fjord que forma a Marion Cove; no fundo desta baía o gelo do glaciar Fourcade; para sul, a costa, com a praia e arriba bem delineada, perdendo-se em direcção o Narebsky Point, o promontório formado por relevo resistente, onde na rechã que se eleva sobre o mar quase ouço o bulício das colónias de pinguins Gentoos e de barbicha, que nidificam nesta área de protecção especial. É uma Geografia impressa na memória!  Navegando no Drake com suave ondulação. A seguir, o Drake. Atravessar a Passagem do Drake é uma emoção forte pelas ondas que frequentemente varrem este mar, e podem chegar aos doze metros, e pelas histórias, normalmente reservadas aos navegadores que tornaram o mar austral um dos mais temidos, pela força da natureza. Navegava-se bem, inclinando-se o Hespérides docilmente ao ritmo da ondulação que chegava ao casco por barlavento, acompanhados pelo ruído do motor que mantém as rotações dias a fio, até à próxima escala. O valor máximo que o inclinómetro da ponte de comando registou foi de, 25°, numa escala máxima de 45°. Ainda assim alguns dos passageiros a bordo, só começaram a abandonar os camarotes e a frequentar as áreas comuns ao terceiro dia. Até aí o enjoo foi a sua companhia. No dia 28, depois do jantar houve um briefing conduzido pelo comandante do Hespérides e por um oficial de marinha. A rota prevista fazia-nos entrar no canal Beagle onde teríamos que embarcar dois pilotos chilenos para guiarem a navegação nos canais. Como íamos adiantados para o rendez-vous o comandante deu-nos um brinde: informou-nos que passaríamos no Cabo Horn, de Oeste para Este, do Pacífico para o Atlântico, após o que tomaríamos o rumo para a entrada nos canais que nos levariam ao Beagle. Foi-nos explicada a rota: navegaríamos pelo Beagle, canal com cerca de 240km de comprimento e que no local mais estreito tem 4.500m de largura, entre ilhas, montanhas e glaciares, seguindo depois pelo braço setentrional deste canal, na direcção do Pacífico, onde, voltando para norte, entraríamos no Estreito de Magalhães até Punta Arenas.  Passámos o Horn, ainda com luz do sol, próximo das 10h da noite; local de muitos naufrágios, e de marinheiros arrojados que contrariam a fama da ponta meridional do continente sul-americano. Muitas visitas à ponte de comando para a obrigatória fotografia.  Cabo Horn. O ponto mais meridional da América do Sul. Na manhã do dia 29 acordámos, já no canal Beagle. Do lado direito, a Norte, a llha Terra do Fogo, do lado esquerdo, a sul, Ilha Navarino. Porto Williams, chilena e Ushuaia, argentina, são as duas cidades nas margens opostas do canal, que disputam a reputação de cidades mais austrais do mundo.  Canal Beagle. Entrada na “Avenida dos Glaciares”. Hora estimada de entrada na “Avenida dos Glaciares”: 5:30h do dia seguinte. Dormir um pouco, despertador para acordar, e... vista privilegiada da ponte de comando sobre a sucessão de montanhas, florestas, glaciares e vales suspensos.  Glaciar Itália.  Glaciar Romanche. Charles Darwin na sua viagem a bordo do navio de Sua Majestade Britânica, Beagle, regista a 29 de Janeiro de 1832, a seguinte entrada no seu diário de viagem: “...a paisagem torna-se ainda mais imponente que antes [...] um manto de neves eternas de brancura deslumbrantes cobre os topos destas montanhas e numerosas cascatas, que serpenteiam brilhantes através dos bosques vêm desaguar no canal. Em muitos pontos, magníficos glaciares estendem-se ao longo da aba das montanhas e chegam até própria beira da água. É difícil imaginar alguma coisa mais bela que a admirável cor azul destes glaciares...”.
Nestes 184 anos que nos separam da paisagem descrita por Darwin, os adjectivos mantêm-se e acresce o facto de hoje em dia termos também consciência da importância destas massas de gelo como indicadores das alterações climáticas. Entretanto a bordo, aproveitei para elaborar as indicações para enviar para a base sul-coreana sobre a colocação dos sensores que... estão debaixo da neve em Barton. Coordenadas GPS, fotografias, descrição dos locais, esquema de instalação, todas as indicações que possam ajudar a encontrar os dispositivos e recuperar os dados da temperatura do solo. No dia 31 chegámos a Punta Arenas e preparámo-nos para a etapa final da viagem: avião para Santiago do Chile, novo voo até Madrid e, depois, Lisboa. Ficou longe a Antárctida, parecendo que ainda ontem partimos de Lisboa no início da campanha. Foi um mês com pouco tempo de paragem nos locais onde estivemos e desenvolvemos trabalho: Palmer, Yelcho, Deception, Barton, tudo isto só possível através da cooperação internacional, no espírito do Tratado Antárctico, e das colaborações entre cientistas que vão unindo esforços e abrindo portas entre os vários programas científicos polares. Sandra Mogo Arctic Lidar Observatory for Middle Atmosphere Research The 5th IPCC assessment report identifies deficits in the understanding of atmospheric aerosol climate effects as one of the most significant sources of uncertainty in climate predictions. The main goal of the POLARUBI project is to study the aerosol PM10 fraction in a clean environment located 300 km north of the Arctic Circle. Our measurements take place at ALOMAR, the Arctic Lidar Observatory for Middle Atmosphere Research. The facility is managed by the Andøya Space Center, and the site is well-suited for measurements of remote background aerosols due to the absence of large regional pollution sources. The first day of the campaign, we arrived at ALOMAR and assembled the collection system that is now ready for use.  This project results from a collaboration between the University of Beira Interior, the University of Valladolid and ALOMAR.
João Canário Deception Island The last transept using the multiparametric probe was made in the afternoon. Four sites were chosen being one of them the lowest depth water 8about 50m) in the bay. Additionally, we sampled at the last two inner shore sites: Telefono and Obsidiana beaches. In those sites water was collected for the isotope measurements and incubations and microbiology. Also soils were sampled for isotopes and also microbiology. Today we finished the survey using the probe and now we can decide the final sites for sampling in the bay.  João Canário Deception Island With bad weather outside we were not allowed to go to the field so all morning was spent at the lab. We start the Hg isotope incubation in the soils/sediments and also finished the incubations of DGTs (Diffusive Gradients in Thin Films) for the five sites we sampled two years before. Finally, we uploaded the data from the Thursday survey and start to analysed the vertical profiles in order to chose the stations and depths to sample in the following days.
In the afternoon, and as a tradition in GdC, we cooked the dinner. The usual portuguese traditional dish “Bacalhau à Braz” or “Bacalhau Dourado” and the dessert “Leite creme”. According to the reviews it was excelent!!! José Xavier e José Seco O esforço para obter cada amostra no Oceano Antártico é enorme, quer financeira quer emocionalmente. Financeiramente, pois os recursos logísticos para cada dia de cruzeiro científico é muito grande. Ora está mau tempo, ora um dos motores não funciona, ora não é possível por questões de agenda, o que converge a que cada amostra recolhida é considerada preciosa. É também o trabalho de muitos colegas para que finalmente consigam ter aquelas amostras prontas para analisar. Os cefalópodes (grupo que animais que inclui lulas, polvos e chocos) são um exemplo. Deste grupo de animais, na Antártida não existem chocos e polvos, ainda se estão a descobrir novas espécies. Tenho trabalhado nas lulas do Oceano Antártico há quase 20 anos, e continuam a fascinar-me (e a muitos(as) ecologistas). A maioria da informação disponível destes organismos são através dos seus predadores naturais, como os albatrozes, pinguins, focas e baleias. Aliás, muita da informação veio do tempo da caça à baleia, quando se estudavam os conteúdos estomacais. Pode-se encontrar cerca de 50 espécies de lulas nas dietas dos seus predadores naturais do Oceano Antártico. No entanto, quando se usa redes científicas, o número de espécies capturadas é muito menor, isto porque elas são extremamente rápidas e evitam facilmente as redes. Assim, sempre que se apanha uma lula, há festa! Neste cruzeiro já apanhámos 3 espécies diferentes, tal como previsto: Galiteuthis glacialis, Psychroteuthis glacialis e Slosarczykovia circumantarctica. The effort to obtain each sample in the Southern Ocean é very high, both financially and emotionally. Financially, the logistical resources for each day in a research cruise are very high (imagine how much is to maintain a research ship with a 30 member crew in the Southern Ocean). Emotionally too, as issues come up daily. A storm not planned comes in and reduces our time to collect samples, an equipment stopped working so we need time to repair it,...all of these are common while doing Antarctic research. The conclusion is: every sample is extremely precious. It is also the time of many colleagues that invest their time and helped collecting the samples. No wonder we are reminding this to our University students everytime... The example of the cephalopods (group that comprises squid, octopods and cuttlefish) is obvious. From this group in the Antarctic, cuttlefish does not exist and new species of octopods are still found today. I have been working on Antarctic squid almost in the last 20 years, and they continue to fascinate me (and many other ecologists). The majority of the information of the organisms is from their natural predators, such as albatrosses, seals and whales. Indeed, much of the information came from the gut contentes of whales, during whaling in the XX century. For example, we can find more than 50 species in the diets of predators. However, when using nets, only a few species are caught, due to the nets being too slow for the fast squid. But to understand their biology, physiology and ecology, we must pursue in catching them using nets. Everytime we catch a squid in our nets, we have a word of praise in the laboratory. In this cruise, we already caught 3 different species of squid, whose information will be extremely valuable to us: Galiteuthis glacialis, Psychroteuthis glacialis and Slosarczykovia circumantarctica.  Exemplar de Psychroteuthis glacialis. Num artigo científico nosso que está prestes a sair, mostrámos onde estas espécies poderão estar distribuídas (Xavier et al 2016 Ecosystems online). Estas espécies possuem uma distribuição circumpolar no Oceano Antártico (ou seja, está presente em todos os seus sectores (Pacífico, Atlântico e Índico)) sendo endémicas do Oceano Antártico (ou seja, são originárias destas águas). No entanto, a distribuição de Galiteuthis glacialis pode extender-se até águas mais quentes (até à Frente Sub-Tropical (Define-se Frente Oceânica como uma zona de água do Oceano onde as temperaturas variam drasticamente. Por exemplo, a Frente Polar Antártica (APF) é a frente que divide águas Antártica (com temperaturas entre aproximadamente -1 até aos 2 graus Celcius) e águas sub-antárticas (com temperaturas dos 2 graus Celcius até aos 8 graus Celcius ou mais). A distribuição de Psychroteuthis glacialis e Slosarczykovia circumantarctica pode extender-se até norte da Frente Sub-Antártica. In one of our latest research papers, we show where these species may be distributed (Xavier et al 2016 Ecosystems online). All these species have a circumpolar distribution in the Southern Ocean (i.e. They occur all around the Antarctic continent, in the Indian, Pacific and Atlantic sectors of the Southern Ocean), being endemic (means originally from) to these cold waters. However, the distribution of Galiteuthis glacialis can extend up to the Subtropical Front (Ocean Front is an Ocean area where temperatures change considerably in a short space. Example the Antarctic Polar Front divides the warmer water of up to 8 degrees Celcius from the colder waters of the Antarctic that usually ranges from -1 and 2 degrees Celcius). The distribution of Psychroteuthis glacialis and Slosarczykovia circumantarctica can extend north of the Sub-Antarctic Front.  Todas estas espécies estão presentes na dieta de numerosos predadores, incluindo baleias, albatrozes e pinguins. O esforço para obter amostras destas belas criaturas é gigantesco, por isso quando temos um estudante para fazer uma tese (normalmente de Mestrado) e lhe damos algumas amostras, relembramos sempre o esforço que foi para as obter. All of these species are found in numerous predators of the Southern Ocean. In conclusion: when we have a student to do a thesis with us and we provide them with sampels from the Southern Ocean, we remind them of all the effort that was needed to get them. Feliz Dia de São Valentim! Happy St. Valentine's Day!  |
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