6 000-8 000 år gammal sedimentkärna från Bottenhavet. De mörka ränderna visar syrefria perioder. Tack till Tom Jilbert och deltagarna på forskningsresan HYPER/COMBINE med forskningsfartyget RV Aranda i juni 2009
6 000-8 000 år gammal sedimentkärna från Bottenhavet. De mörka ränderna visar syrefria perioder. Tack till Tom Jilbert och deltagarna på forskningsresan HYPER/COMBINE med forskningsfartyget RV Aranda i juni 2009.
 

Det här har forskarna vid Utrecht universitet, Lund universitet och Baltic Nest Institute vid Stockholms universitet kunnat visa genom att studera kemin i sedimentkärnor från Egentliga Östersjön och Bottenhavet.

Sediment fungerar som ett arkiv där olika ämnen lagras. Förekomst av organiskt kol, molybden och pigment från cyanobakterier i sedimenten ger en samlad bild av historiska algblomningar och syrebrist. Förståelsen för historiska orsaker till syrebrist hjälper forskare att skilja på naturliga och antropogena effekter i dagens Östersjön.

Östersjön består av ett antal bassänger som skiljs åt av grundare trösklar. Trösklarna påverkar hur mycket vatten som byts ut mellan bassängerna - både ytvatten och bottenvatten.

Tungt saltvatten hindrar omblandning

I dagsläget är det Egentliga Östersjön som drabbas av syrebrist. Det beror på övergödningen samt en kraftig skiktning av vattenmassan som upprätthålls av inflöden av saltvatten från Nordsjön. Saltvattnet är tyngre än det bräckta vattnet och ligger närmast botten. Skiktningen hindrar omblandning av vattenmassan vilket leder till att syret tar slut i det salta bottenvattnet.

I Bottenhavet är situationen betydligt bättre med syresatt bottenvatten. Trösklarna vid Ålands hav hindrar att det salta och dåligt syresatta bottenvattnet i Egentliga Östersjön rinner norrut. Det ger en svagare skiktning i Bottenhavet och därigenom en bättre omblandning av bottenvattnet. Dessutom är tillförseln av näringsämnen till Bottenhavet lägre vilket leder till mindre tillväxt av planktonalger och därmed lägre konsumtion av syre vid nedbrytningen av dessa.

Sedimentprovtagning vid forskningsresan HYPER/COMBINE med forskningsfartyget RV Aranda i juni 2009, tack till Tom Jilbert och deltagarna på resan.
Sedimentprovtagning vid forskningsresan HYPER/COMBINE med forskningsfartyget RV Aranda i juni 2009, tack till Tom Jilbert och deltagarna på resan.

Syrebrist i Littorinahavet

Men så har det inte alltid sett ut. Efter att de stora inlandsisarna som präglade den geologiska perioden pleistocen började smälta för 16 000 år sedan har Östersjön haft en omväxlande söt- eller brackvattenmiljö, beroende på jordskorpans rörelser och världshavens vattenstånd. Den nuvarande perioden av brackvattenhav, Littorina, började för 8 500 år sedan då Östersjön förbands med världshaven via Öresund och danska bälten. I samband med detta uppstådde perioder med syrefria bottnar i Östersjön.

Den nya studien av Tom Jilbert och medförfattare, som är publicerad i tidskriften Geology, visar att trösklarna vid Ålands hav var betydligt djupare för cirka 8000-4000 år sedan jämfört med idag. Djupare trösklar ledde till ett direkt utbyte av djupvatten mellan Egentliga Östersjön och Bottenhavet. Perioder med syrefritt bottenvatten drabbade därför båda havsbassängerna, med den kraftigaste syrebristen i Bottenhavet.

Landhöjningen förbättrade syresättningen

Landhöjningen hade sannolikt en fundamental betydelse för att de intensiva perioderna med syrefria bottnar upphörde i båda havsbassängerna för ca 4000 år sedan. När trösklarna vid Åland grundade upp ströps tillflödet av dåligt syresatt, salt bottenvatten till Bottenhavet.

I samband med detta började bottnarna i Bottenhavet att fungera som en sänka för fosfor och järn. Därigenom minskade också fosforhalterna i Egentliga Östersjön och dess syresituation förbättrades. Minskande temperaturer under samma period kan också ha spelat in, genom ökade regnmängder och en försvagad skiktning av havsvattnet.

Syrebrist i nutid

Perioder med syrefritt bottenvatten har sedan återkommit i Egentliga Östersjön under den medeltida värmeperioden samt i nutid, trots en fortsatt transport av fosfor från Egentliga Östersjön till Bottenhavet.

Författarna hävdar därför att dagens syrefria bottnar i Egentliga Östersjön beror på övergödning. Vi tillför helt enkelt näringsämnen till Östersjön i så stora mängder att den naturliga sedimentationen av näringsämnen inte räcker till. Enligt författarna är den bästa strategin för att slippa syrebrist i Östersjön i framtiden att vi upprätthåller de ansträngningar som görs inom HELCOM för att minska tillförseln av näringsämnen.

Länk till artikeln i tidskriften Geology

Read this article in English at Baltic Nest Institute