研究人员冒着冰冷的海水研究北极的食物网
采样地点
楚科奇海冰面上的采样点。
巴罗
阿拉斯加巴罗的一个冬末下午。2010年2月27日。
海冰
黛博拉·布朗克和他的同事在楚科奇海的海冰上钻取水样。
氮气雪忍者
“氮气雪忍者”炫耀他们的东西。
北极熊护卫
为了防止北极熊的袭击，VIMS研究小组必须一直由当地的武装向导陪同。
注意
“罗克西”是一名当地导游，负责留意海冰上的北极熊。
雪地摩托
VIMS的研究人员使用雪地摩托到达他们在海冰上的采样点。
德博拉·布朗克教授 弗吉尼亚海洋科学研究所目前正在领导一项关于北极沿海生态系统的VIMS研究，以及气候变化如何影响支持土著人民所依赖的食物网的营养供应。
布朗克的研究小组将于1月下旬前往阿拉斯加巴罗进行第一个冬季实地考察，他们正在与乔治亚大学和斯基德韦海洋研究所的同事合作开展这个项目。这项为期三年的研究由美国国家科学基金会资助，每年分别在春季、夏季和冬季进行实地考察。
科学家们的近期目标是更好地了解楚科奇海的极端季节变化是如何影响养分输入和依赖这些养分生长的微生物的。他们的研究地点位于北纬71度，在5月10日至8月2日期间24小时阳光照射，在11月18日至1月24日期间持续黑暗。从历史上看，海冰从10月下旬到7月下旬一直覆盖着海洋表面。
布朗克说，研究小组的另一个目标是“研究温度升高、径流增加和无冰区扩大将如何影响微生物群落，以及这些变化如何影响食物网，从而影响更大的生物和土著居民。”他们还旨在调查气候变化将如何影响该地区在全球碳循环中的作用。
极地地区的变暖速度比地球上任何其他地方都要快，在过去的50年里，北极地区的冬季平均气温上升了7华氏度以上。自1979年开始有卫星记录以来，北极海冰的面积已经减少了30%以上。
营养物质、微生物和北极的海洋食物网
布朗克的团队——包括博士后研究员雷切尔·西普勒、研究生史蒂文·贝尔和现场经理奎因·罗伯茨——面临的一个关键问题是，北极冻土带径流中气候驱动的变化将如何影响浮游植物和细菌对硝酸盐的竞争，硝酸盐是植物生长所必需的营养物质。
如今，楚科奇海是一个浅而多产的水体，每年春季结冰后，浮游植物大量繁殖，一直持续到漫长的夏季。这些藻华滋养了一个丰富的海底生活群落，包括蛤蜊、蠕虫和其他滤食性动物。这些生物共同供养着当地猎人捕获的鱼类、海象和海豹作为食物。
但气候变化可能会破坏这种微妙平衡的生态系统。随着永久冻土随着持续变暖而融化，流入北冰洋沿岸的“腐殖质”正在增加。布朗克说：“腐殖质是植物的有机残留物，它使我们附近的水呈茶色。”
布朗克说，向楚科奇海添加腐殖质可能会将生产力的重点从浮游植物转移到细菌上——这对许多以浮游植物为食的动物和食物链上游的生物来说是个坏消息，包括本土的因纽特人。细菌太小了，滤食性动物捕捉不到。
布朗克说，科学家们认为富含腐殖质的水域对细菌有利，因为“腐殖质切断了浮游植物光合作用所需的光线，并提供了细菌用作能量的有机物。”
从浮游植物到细菌的转变也可能进一步加剧该地区的气候变化。今天，北极沿海地区被认为是碳“汇”，浮游植物光合作用的净结果是将大气中的二氧化碳吸收到海洋中。随着腐殖质的增多和细菌的增多，这些地区可能成为碳的“来源”，在那里细菌的新陈代谢推动二氧化碳从水到空气的净流量，从而进一步加强温室效应。
这种“正反馈”在北极很常见，在那里，海冰（反射太阳热量）向开阔水域（吸收太阳热量）的转变，以及永久冻土融化释放出的甲烷（一种强效温室气体），也加剧了全球变暖。
繁重寒冷的野外工作
布朗克的研究总部设在阿拉斯加州的巴罗——美国最北端和最冷的城市，在那里极低的寒风和暴风雪天气是常见的。1月25日，也就是VIMS团队计划在2011年冬季野外季节抵达的那一天，平均最高气温为-10华氏度，平均最低气温为-22华氏度。冬季水温徘徊在-1.8°C（28.7°F）。
该城市恶劣的气候、偏远的地理位置和当地的野生动物使VIMS团队的野外工作尤其具有挑战性。在冬天，他们乘坐雪地摩托到达他们的现场，在那里他们必须钻穿几英尺的海冰来采集水样。
在“夏季”的野外季节（也就是9月份海冰最少的时候），科考队乘坐小船，穿着笨重的“野马服”来抵御寒冷的海水。
但布朗克说，也许他们研究中最“令人不寒而栗”的方面是与北极熊打交道，这需要实地小组始终由当地武装向导陪同。
“它们是真正的威胁，”布朗克说，“它们是已知唯一会跟踪人类的熊。”她指出，在人口3982人的巴罗，每栋房子都有两扇门——一扇外门和一扇内门——表面上是为了防止冷空气进入。但这个“气闸”还有另一个同样重要的目的——当地居民总是不锁外面的门，以防北极熊出现在镇上，为自己和邻居提供一个快速的避风港。
研究小组得到了巴罗北极科学联盟（BASC）的实地和佳博体育支持，这是一个鼓励在阿拉斯加北坡进行研究和教育活动的非营利组织。BASC由北坡自治市、Ukpeagvik Iñupiat公司和当地高等教育中心Ilisagvik学院运营。
