Disclaimer: This article was originally written for UKrant / Dutch version below

Five years in a row, ecologist Cristophe Brochard went to Svalbard to study plankton: minuscule creatures and algae that tell us how the environment at the polar region is doing. Unfortunately, it’s not doing well. ‘It’s happening here in real time. It’s dramatic.’

Christophe Brochard couldn’t believe his eyes when he reached the little lakes where he’d been collecting water samples for several years now. The lakes are spread out over a fifteen-kilometre stretch Ny-Ålesund on Svalbard, the most northerly village in the world. Brochard had been walking for hours through the vast, silent landscape. When he finally reached his destination, his jaw dropped. 

Nearly half the lakes had dried up. The lake beds were dry as a bone; the earth was cracked.

Cool

His initial response was a scientific one. The scientist in him thought: ‘Cool, now I can do a laboratory study!’ In a lab study, scientists control the circumstances of their experiment, allowing them to simulate extreme situations – such as as previously filled lakes drying up.

But then reality came and slapped him in the face.

‘You can see climate change happening in real time up here. I never thought any of these lakes could ever dry up. It’s dramatic’, says Brochard, visibly affected.

He returned to the island last summer to get more samples, concerned about what he would find there. To his relief, almost all the lakes were filled with meltwater from snow and ice. 

At first I thought, cool, I can do a lab study

He still has to wait and see how last year’s extreme drought affected the flora and fauna in the lakes. He also doesn’t know what the future holds. After all, one wet summer in the Netherlands doesn’t mean that climate change isn’t that bad, and neither do low temperatures and increased snowfall on Svalbard.

Bitter cold

Brochard has been travelling to Svalbard for five years now. Braving the bitter cold, he studies algae – specifically desmids. He studies various types of these so-called bio-indicators that tell the ‘story of how a particular environment is doing’.

There are the psychrophilic kinds of algae, that prefer the cold and which are slowly disappearing because it’s getting too warm. And there are the thermophilic kinds, the newcomers, who don’t mind that it’s getting warmer. Finally, there are so-called super specialists; species that only exist in a single, specific location. In this case, Svalbard. Super specialists are very picky about the environment they live in. All these different types are interesting for study, because their arrival or departure signal changes in ecosystems. He knows, for example, that the difference of a single degree can have considerable effect on an ecosystem.

Brochard booked his first trip to Svalbard on the insistence of well-known polar researcher and UG colleague Maarten Loonen. He immediately fell in love. ‘The most remarkable about the place is the silence. And it’s so expansive: you can see all the way to the end of the fjord, and then it turns out that’s twenty kilometres away.’

Freshwater plankton

Loonen was so insistent because he felt Brochard could make an important contribution to research that was already taking place on Svalbard. Brochard specialises in phytoplankton and zooplankton. Freshwater plankton in polar areas hadn’t been studied very much yet, when they can provide so much information on, among others, the quality of the water. 

If there are a lot of different kinds of plankton in the water, that’s a good sign; freshwater plankton is very sensitive to its environment. If plankton is missing from the water, however, that’s a bad sign, as plankton forms an important basis in the oceanic food chain. That means that if climate change leads to changes in the plankton population, that drastically affects all marine life. 

It’s so awful, it makes me very emotional

Brochard hasn’t started analysing his water samples yet. That’s because analysing plankton isn’t as easy as, say, counting birds. The largest desmid, for example, is visible to the naked eye, but not very clearly. Analysing it takes time. ‘That’s why I use my microscope mainly for taking photos on Svalbard. I have the majority of my samples shipped back to the Netherlands so I can analyse them later.’

Obvious

The past few summers on Svalbard revolved around gaining knowledge and setting up the study. ‘I’ve now figured it out enough to start my analysis’, he says. ‘I’ll be starting at the end of 2021.’

There’s one conclusion he can draw without an extensive analysis, however. The effects of global warming are entirely obvious to him. The first year he visited the lakes, he measured a temperature of approximately nine degrees Celsius. The next year, one lake measures at sixteen degrees. Last summer, that lake had completely dried up. Of the approximately twenty lakes he visits every year, eight had dried up. That summer, a record temperature of twenty degrees was measured at Svalbard, much higher than its average summer temperature of six degrees Celsius. 

‘Climate change is just so awful. It makes me very emotional’, the polar researcher says. After last year’s terrible find, Brochard was worried about what he’d encounter on the island this year. 

Time capsule

Algae lack the ability to do something that other types of plankton, like water fleas, can do when they’re under stress: making a resting egg, also known as a winter egg. This egg is kind of a time capsule, Brochard explains, that the plankton uses to wait for better times to come. He’s worried about the algae. ‘They’ve probably taken quite a bad hit.’

We can’t go back, but we might be able to slow down the process

How much that hit affected them is something his sample analysis will have to show. Right now, all he can do is guess. If he wants to find a pattern in a certain phenomenon, he’ll need data strings, but he doesn’t have those yet. Besides, even if he did observe fluctuation in the numbers of desmids present, four seasons is a relatively short period of measurement. That’s why it’s so important that he returns every summer.

Igloo

Ultimately, Brochard also wants to study the circumstances in winter. These, too, have become warmer. ‘During previous winters, the lakes would be covered in a layer of ice and snow. It provided great isolation to all the life living under that naturally formed igloo’, he says. ‘However, the past years saw a lot more ice forming during the winter. Instead of snow, there’s been a lot of light rain. That means that layer of isolation doesn’t form, and the lakes freeze up completely.’ He wants to find out how this affects the marine life. 

Finally, he wants to share that knowledge. That is what motivates him: he wants to tackle the lack of knowledge. That’s why he involves his students in his studies and why he regularly gives talks on his experiences on Svalbard. ‘I want people to realise what’s going on.’ 

It will never go back to the way it was, Brochard thinks, ‘but we might be able to slow down the effects of climate change.’ Perhaps we can ‘find some sort of balance’. Even if things are already out of whack.

---

Klimaatverandering op de Noordpool: Het begint klein

Vijf jaar op rij trok ecoloog Christophe Brochard naar Spitsbergen om via piepkleine organismen vast te stellen hoe de natuur ervoor staat in het poolgebied. Maar de klimaatverandering is er met het blote oog ook al te zien. ‘Het gebeurt hier gewoon écht. Dramatisch.’

Christophe Brochard wist niet wat hij zag toen hij vorig zomer de meertjes bereikte waar hij nu al enkele jaren watermonsters neemt. De meertjes liggen verspreid op maximaal vijftien kilometer van Ny-Ålesund op Spitsbergen, het noordelijkste dorpje ter wereld. Hij had uren gewandeld door het uitgestrekte, stille landschap. Maar toen hij eindelijk op de plek van bestemming was, viel zijn mond open. 

De helft van de meertjes was waar hij ieder jaar watermonsters verzamelde, waren drooggevallen. Kurkdroog. Er zaten scheuren in de grond.

Cool

De wetenschapper in hem reageerde eerst. Die dacht: ‘Cool, ik heb een labstudie!’ Daarbij heb je de controle over de omstandigheden van je experiment en kan je bijvoorbeeld extreme situaties nabootsen – zoals het compleet droogvallen van een voorheen goedgevuld meer.

Maar toen sloeg de realiteit hem in het gezicht.

‘Klimaatverandering gebeurt hier gewoon écht. Van sommige meren had ik nooit gedacht dat ze droog zouden kunnen vallen. Het is dramatisch’, vertelt Brochard, zichtbaar aangedaan.

Ook afgelopen zomer ging hij weer op reis naar het eiland om nieuwe monsters te nemen. Met angst in het hart voor wat hij deze keer zou aantreffen. Tot zijn opluchting waren bijna alle meren dit jaar weer gevuld door gesmolten sneeuw en ijs. 

Eerst dacht ik nog: cool, een labstudie

Het is nog afwachten wat de extreme droogte van vorig jaar voor effect heeft gehad op de flora en fauna in de meren. En wat de toekomst in petto heeft. Want net zoals één natte zomer in Nederland niet betekent dat het klimaatprobleem wel meevalt, geldt dat ook voor lagere temperaturen en grotere sneeuwval op Spitsbergen.

Bittere kou

Brochard reist al vijf jaar op rij naar Spitsbergen af. In die bittere koude onderzoekt hij algen – sieralgen om precies te zijn. En dan meerdere soorten van deze zogenaamde bio-indicatoren, die samen ‘een verhaal kunnen vertellen: hoe gaat het met dit leefgebied?’

Zo zijn er de koudeminnende soorten, die langzaam verdwijnen omdat het ze te heet onder de voeten wordt. En je hebt de warmteminnende soorten, de nieuwkomers, die wel van een graadje meer houden.

Ook bestaan er zogenaamde superspecialisten: soorten die nergens anders voorkomen dan op een bepaalde plek, in dit geval Spitsbergen. Die zijn heel kieskeurig in waar ze leven. Al deze soorten zijn nuttig om te volgen, omdat met hun vertrek of komst ecosystemen veranderen. Zo weet hij dat één graad warmer of kouder al behoorlijk effect heeft op een ecosysteem.

Brochard boekte zijn eerste trip naar Spitsbergen op aandringen van bekende RUG-poolonderzoeker en collega Maarten Loonen. Hij was meteen verkocht. ‘Het meest opvallend vind ik de stilte als je daar aankomt. En de oppervlakten zijn eindeloos: je ziet het einde van het fjord, maar wat je ziet is twintig kilometer verderop.’

Zoetwaterplankton

Loonen drong zo aan omdat Brochard iets belangrijks had bij te dragen aan het onderzoek dat al op Spitsbergen plaatsvond: hij is gespecialiseerd in fytoplankton en zoöplankton. En over zoetwaterplankton in poolgebieden was nog weinig bekend. Terwijl zij veel kunnen vertellen over bijvoorbeeld de waterkwaliteit. 

Zijn er veel soorten aanwezig, dan is dat een goed teken, want zoetwaterplankton is erg gevoelig voor de omstandigheden. Andersom is het slecht nieuws, omdat plankton ontzettend belangrijk is in de basis van de voedselketen in zee. Dus als klimaatverandering die planktongemeenschappen weer doet veranderen, heeft dat drastische effecten op al het leven onder water. 

Het is een drama, ik kan er ook echt emotioneel van worden

Brochard is nog niet begonnen met het analyseren van zijn watermonsters. Plankton analyseren is namelijk niet zo simpel als vogels tellen. De grootste sieralg bijvoorbeeld, kun je net-wel, net-niet met het blote oog zien. Een analyse vraagt dus tijd. ‘Daarom gebruik ik mijn microscoop op Spitsbergen vooral voor het maken van foto’s en laat ik de meerderheid van mijn monsters verschepen naar Nederland voor analyse op een later moment.’

Zonneklaar

De afgelopen zomers op Spitsbergen stonden in het teken van meer kennis opdoen en het onderzoek opbouwen. ‘Ik heb dat nu genoeg onder de knie om te beginnen met de analyse’, zegt hij. ‘Daar ga ik aan het einde van 2021 mee beginnen.’

Maar voor één van zijn bevindingen heeft hij geen uitgebreide analyse nodig. De effecten van de opwarming van de aarde zijn voor hem zonneklaar. Want het eerste jaar dat hij de meren bezocht, mat hij een temperatuur van zo’n negen graden Celsius, maar het tweede jaar was dat in één meer al zestien graden. Afgelopen zomer was datzelfde meer compleet uitgedroogd.

Van de ongeveer twintig meren die hij jaarlijks bezoekt, waren er acht drooggevallen. Er was die zomer dan ook een recordtemperatuur van boven de twíntig graden, veel hoger dan de gemiddelde zomertemperatuur van zes graden Celsius. 

‘Klimaatverandering is een drama. Daar kan ik ook echt emotioneel van worden’, zegt de poolonderzoeker. Na de schrik van vorige zomer, vroeg Brochard zich dan ook bezorgd af wat hij dit jaar zou aantreffen bij aankomst op het eiland. 

Tijdcapsule

Algen kunnen iets niet wat sommige planktonsoorten, zoals watervlooien, bij stress wel kunnen; een rust-ei maken. Dit is eigenlijk een soort tijdcapsule, legt Brochard uit, waarin ze wachten op betere omstandigheden. Hij maakt zich zorgen om de algen. ‘Ze hebben waarschijnlijk een fikse tik op de snuit gekregen.’

We kunnen niet terug, maar we kunnen het proces misschien vertragen

Hoeveel impact die tik heeft gehad, zal de analyse van zijn monsters moeten weergeven. Op dit moment is het gissen. Om een patroon in een bepaald verschijnsel te kunnen zien, zijn er reeksen data nodig, die hij nu nog niet heeft.

Bovendien: al zou hij nu al schommelingen in de aanwezigheid van sieralgen kunnen zien; vier seizoenen blijft een relatief korte periode van meten. Daarom is het zo belangrijk dat hij elke zomer terugkeert.

Iglo

Uiteindelijk wil Brochard ook de omstandigheden in de winter gaan onderzoeken. Want ook die zijn tegenwoordig warmer. ‘Vroeger waren de meren in de winter bedekt met een laag ijs en een pak sneeuw. Een mooie isolatielaag, voor al het leven onder deze natuurlijke iglo’, zegt hij.

‘Maar sinds een aantal jaren is er veel meer ijsvorming in de winter en in plaats van een flinke sneeuwbui is er veel motregen. Dit belemmert de vorming van die isolatielaag, waardoor de meren dichtvriezen.’ Hij wil weten wat dat voor effect heeft op het waterleven. 

En die kennis die hij wil delen. Want dat is zijn drijfveer: gebrek aan kennis aanpakken. Daarom betrekt hij ook studenten bij zijn onderzoeken en geeft hij regelmatig lezingen over zijn ervaringen op Spitsbergen. ‘Om het besef te laten doordringen.’ 

Want terug naar hoe het was, gaat al niet meer, meent Brochard, ‘maar we kunnen het proces van klimaatverandering misschien wel vertragen.’ En zo ‘een zekere balans vinden.’ Ook al staat die balans dan eigenlijk al scheef.