Tre glasburkar fyllda med sjöborrar i storlek av satsumasittar på Dr. Hugh Carters skrivbord vid Naturhistoriska museet. Insamlade från Södra oceanen av polarexpeditioner ledda av Ernest Shackleton, Robert Falcon Scott och Carsten Borchgrevink för över ett sekel sedan representerar dessa exemplar både heroisk utforskning och vetenskapliga upptäckter.
Nu hoppas Carter – museets kurator för marina ryggradslösa djur – att dessa 50 bevarade antarktiska sjöborrar ska kunna avslöja en mer akut modern berättelse: hur förändringar i Södra oceanen påverkar marint liv.
I januari följde Carter samma rutter som dessa tidiga expeditioner under en sex veckor lång forskningsresa. Hans resa, som var en del av ett större vetenskapligt projekt ledd av Nya Zeelands National Institute of Water and Atmosphere (Niwa), återbesökte platser som Borchgrevinks Southern Cross, Shackletons Discovery och Scotts ödesdigra Terra Nova undersökte mellan 1898 och 1913. Scott och fyra andra, inklusive chefsforskaren Edward Wilson, dog i isen bara veckor efter att ha samlat in några av exemplaren som nu står på Carters skrivbord.
Antarktis värms upp dubbelt så snabbt som genomsnittet globalt, men bristen på historisk data gör det svårt att spåra långsiktiga förändringar. Carter tror att en jämförelse av skal (eller "test") från dessa hundraåriga sjöborrar med moderna prover kan ge insikter om havsförsurning – en stor konsekvens av klimatförändringarna. När koldioxid löser sig i havsvatten sänks pH-värdet, vilket gör det svårare för marina organismer att bygga kalciumkarbonatskal.
Tidiga fynd ombord på Carters forskningsfartyg, RV Tangaroa, verkade bekräfta hans farhågor. "Vi vet att haven blir surare, men vi förstår ofta inte hela omfattningen", säger han. "Vi misstänkte att försurningen skulle minska mängden kalciumkarbonat i vattnet, vilket gör det svårare för organismer som är beroende av det att överleva."
Djur som koraller, havsnäckor, ostron och små planktonorganismer som foraminiferer är alla beroende av kalciumkarbonat för sina skal. Men eftersom det lätt löser sig i syra hotar den stigande surheten deras överlevnad. Ny forskning visar att 60% av världens vatten redan har passerat säkra gränser för försurning – en "tickande bomb" för marina ekosystem.
Medan de hundraåriga sjöborrarna på Carters skrivbord har starka, friska skal var de moderna exemplaren som samlades in i januari tunnare och mer sköra – så ömtåliga att några krossades under vattentrycket som användes för att rengöra dem.
"Alla nya vi samlade in var sköra, och några kollapsade", säger Carter. "Vid första anblicken verkar de moderna skalen svagare än de historiska, men vi behöver mer analys för att vara säkra. Vi försöker fortfarande förstå exakt hur mycket och vad specifikt som orsakar detta. Det finns andra faktorer inblandade, men det faktum att de nya skalen är tunnare är oroande", säger Carter.
Han tillägger att havsförsurning kan få enorma biologiska konsekvenser: "Det kan göra haven obeboeliga för djur med kalciumbaserade skelett."
Under expeditionen var effekterna av klimatkrisen tydliga – vissa forskningsplatser var bara tillgängliga på grund av smältande is. Resan sammanföll också med alarmerande rapporter om att den globala havsisen nått en rekordlåg nivå, ytterligare ett tecken på vår uppvärmda planet.
Men det fanns också ljuspunkter. Carter såg upp till 150 valar och vad han beskrev som "otroliga mängder" av vilda djur nära Coulman Islands västra kant, där 17 arter av sjöstjärnor hittades på bara 100 meter – lika många som i hela Storbritanniens grunda vatten.
"Det är spännande att se att vissa delar av världen inte är lika skadade som de kunde vara", säger han. "Det här är en av de få platser kvar där man inte ser plastföroreningar eller tecken på fiske."
Professor Craig Stevens, oceanograf vid Niwa som medledde expeditionen, beskrev deras fynd som "bittersöta".
"Isens förlust påverkar inte bara det lokala havet utan hela planeten. Detta arbete är både givande och tankeväckande. Även om det är fantastiskt att driva vetenskapen framåt får vi också en glimt av en framtid vi desperat måste undvika. Det gör brådskan med att minska växthusgasutsläppen smärtsamt tydlig."
