Den rådende oppfatningen om Barentshavets natur er preget av et økologisk paradigme, et perspektiv med røtter tilbake til Charles Darwins teorier. Dette er et systemperspektiv på naturen, der man betrakter økosystemer som en næringskjede. I Barentshavet studeres denne kjeden fra plankton til fiskearter og sjødyr. Veksten i næringskjeden anses å være bestemt av relasjoner mellom artene. Økosystemet betraktes som et ustabilt, dynamisk system, der endringer forplanter seg oppover i kjeden. Temperatur påvirker all biomasses vekst og rekruttering, og tilfeldige, vinddrevne temperaturendringer påvirker hele næringskjeden.

Det økologiske perspektivet på økosystemet fører til at økosystemets natur oppfattes som et resultat at tilfeldige endringer uten en normal tilstand. Når økosystemet er preget av tilfeldige endringer, har det heller ingen signatur. Mangel på signatur fører til at en mangler informasjon om framtidig vekst. Mangerfull informasjon om framtidig vekst, fører til manglende evne til forvaltning av framtidige ressurser. En kan gjøre årlige estimater av biomasser i havet. Estimater kan benyttes i modeller som framstiller historisk vekst. Veksten har samtidig informasjon om forventet framtidig vekst. Utfordringen ligger i hvordan en betrakter usikkerhet fra bestandens omgivelser. Er omgivelses påvirkning periodisk, vil det bli en forsinkelse mellom beregnet biomasse og virkelig biomasse.

Nye spørsmål om økosystemets natur

Studiet av biomassen til Norsk-Arktisk torsk hadde avdekket at biomassen hadde periodiske endringer med signatur-periodene [6, 18, 75] år. Signaturperioden på 6 år var en rekrutteringsperiode i resonans med en temperaturdrevet vekstperioden på 18 år og en temperatur syklus på 75 år. Dette representerte et nytt perspektiv på biomasse veksten i Barentshavet. Biomassen hadde med evolusjon en gunstig tilpassing til en lunar-drevet signatur. Dette skapte et nytt perspektiv på Barentshavets natur.  Det neste spørsmål var om hele næringskjeden i Barentshavet har en lunar-drevet signatur.

Signaturen til Barentshavets næringskjede

Der ble startet er omfattende studie av Barentshavets natur. Den omfattet en wavelet spektrumanalyse av tilgjengelige dataserier om økosystemet i Barentshavet. Dette omfattet var dataserier for tidevann, havtemperatur, plankton, lodde, sild, hyse og torsk. Det viste seg at hele næringskjeden var preget av en lunar-drevet signatur. Det ble utviklet vekst-modeller og rekruteringsmodeller for fiskeartene for å bekrefte hvordan en lunar-drevet signatur preger hele næringskjeden i Barentshavet. Studien av næringskjeden i Barentshavet ble presentert som en del av en doktorgradsavhandling i 2004. Den viste at hendelseskjeden i næringskjeden kan fremstilles som en kjede av signaturer: 

• Temperatur:[1/2, 1, 4] x 18,6 år, 
• Plankton:     [1/2, 1, 4] x18,6 år, 
• Lodde:        [1/6, 1/2, 1, 4] x18,6 år
• Sild:             [1/3, 1/2, 1, 4] x18,6 år,
• Hyse:          [1/3, 1, 4] x18,6 år, 
• Torsk:          [1/3, 1, 4] x 18,6 år.

Biomassen signatur (T, F) har syklusperiodene T = [rekruttering, biomasse vekst, klima drevet vekst]. Periodenes fase F er en referanse til tidspunktet hvor perioden har et maksimum. Slik forteller signaturene hvordan endringer i næringskjeden følger hverandre i tid.

Lunar-drevet økologisk resonans

Studien viste at økosystemet Barentshavet påvirkes av stasjonære temperaturvariasjoner med en tydelig lunar-drevet signatur. Dette fører til at hele næringskjeden optimaliserer sin vekst gjennom tilpasning til temperaturens signatur. Signaturen forplanter seg oppover i næringskjeden. Tidspunktet for rekruttering skaper en biologisk resonans som maksimerer biomassens vekst over flere generasjoner. Dersom forvaltningen ikke tar hensyn til de gode årgangene som skaper biologisk resonans, vil biomassen over tid tilpasse seg et lavere nivå.

Lunar-drevet uår

Temperaturens signatur har en klimaperiode på 4 × 18,6 år. Denne lange klimasyklusen påvirker veksten i hele næringskjeden. Biomassen får en gradvis vekst over en periode på ca. 36 år. Deretter kommer en ny periode med gradvis avkjøling og redusert vekst, over en periode på ca. 36 år. Når temperaturen nærmer seg et minimum, er det uår og fare for overbelastning av biomassen.

Forvaltning av lunar-drevet biomasse

Forvaltning er basert på ideen om å beregne framtidig biomasse, for så å kontrollere framtidig biomasse. Når biomassen har en periodisk signatur, har en kunnskaper om forventet framtidig utvikling av økosystemet. En kan da beregne forventet framtidig biomasse, for så å kontrollere framtidig biomasse.

Sammendrag

Studien av dataserier fra det marine økosystemet i Barentshavet avslørte at:

1. Næringskjeden i det marine økosystemet følger en lunar-drevet signatur
2. Fiskearter optimaliserer sin vekst ved å rekruttere i resonans med temperarurens signatur
3. En lunar-drevet signatur har informasjon om forventet vekst som kan utnyttes til bedre prognoser og forvaltning av biomassen i Barentshavet
4. Signaturens klimaperiode på 75 år danner grunnlag for stor periodevis biomasse vekst og stor biomasse reduksjon i Barentshavet

Til sammen danner dette en ny forståelse av naturen til det marine økosystemet i Barentshavet.

Moonlit tides

Referanser

1. Yndestad H. (2001). Earth nutation influence on Northeast Arctic cod management. ICES Journal.
2. Yndestad H, Stene A. (2002). System dynamics of the Barents Sea capelin. ICES Journal.
3. Yndestad H. (2003). The code of the long-term biomass cycles in the Barents Sea.
4. Yndestad H. (2004). The cause of Barents Sea biomass dynamics. Journal of Marine Systems.
5. Yndestad, H. 2008. The Barents Sea ecosystem dynamics as a coupled oscillator to long tides. Annual Science conference 22-26 September. 2008. Theme Session Coupled physical and biological models: parameterization, validation and application. ICES CM 2008/L:01. Halifax.
6. Yndestad H. (2009). The influence of long tides on ecosystem dynamics in the Barents Sea. Deep-Sea Research II.