Hoppa till huvudinnehåll

Artikel


Allvarlig syrebrist i Egentliga Östersjön trots stort inflöde

Havet 2015/2016. Lars S. Andersson, SMHI. Publicerad: 2016-12-05

Dagens syrenivåer i Egentliga Östersjön är alarmerande låga, trots det stora inflöde av salt och syrerikt vatten som skedde i december 2014 till Östersjön från Kattegatt via Öresund och de danska Bälten. Totalt var inflödet lika stort som en procent av hela Östersjöns totala volym – ett av de största inflödena sedan mätningarna startade i slutet av 1800-talet. Så vad var det som hände?

Efter flera år utan något större inflöde av salt, syrerikt vatten var syresituationen i Östersjöns djupvatten under hösten 2014 mycket dålig. Stora delar av bottnarna och stor del av vattenmassan hade så svår syrebrist att det inte fanns förutsättningar för något högre liv alls.

Men så under perioden 2–24 december strömmade cirka 70 kubikkilometer vatten in till Östersjön via Öresund. Någon vecka efter att inflödet startade började det även strömma in vatten via de danska sunden Lilla och Stora Bält. Det totala inflödet under december 2014 uppskattas till cirka 200 kubikkilometer, vilket motsvarar ungefär en procent av hela Östersjöns total­a volym. Detta inflöde var ett av de största sedan man påbörjade mätningar i slutet av 1800-talet.
 Under första halvan av januari 2015 skedde ytterligare ett par mindre inflöden, på totalt cirka 30 kubikkilometer, via Öresund. Tillskottet av salt- och syrerikt vatten var ett mycket efterlängtat bidrag till Östersjöns djupvatten. Bottenlevande djur kunde åter breda ut sig över större områden och reproduktionsvolymen för till exempel torsk kunde öka.

Torskäggen behöver en salthalt på minst 12 psu för att flyta och en syrehalt på minst 2 ml/l för att kunna utvecklas. Mängden vatten i Östersjön, som uppfyller dessa villkor ökade efter inflödet – reproduktionsvolymen ökade. Detta innebär dock inte att mängden torsk ökar, men det finns bättre förutsättningar.

Det var den milda hösten med svaga vindar och högtryck som gav lågt vattenstånd i Östersjön och skapade förutsättningar för ett inflöde. I samband med flera lågtryckspassager, med kraftiga sydvästliga vindar i början av december, höjdes successivt vattenståndet i Kattegatt samtidigt som vattenståndet var mycket lågt i södra Östersjön. Inflödet tog då sin början. Fler lågtryckspassager avlöste sedan varandra och fortsatte att pressa in vatten genom de danska Bälten och Öresund.

Fakta

Hypoxi/Syrebrist: Med syrebrist menas här syrehalter under 2 ml/l, viket innebär att det är svårt för de flesta djur att klara sig.

Anoxi/Total avsaknad av syre: Inget högre liv är möjligt och svavelväte bildas.

Regimskifte: Med regimskifte avses här den plötsliga förändring i utbredning av anoxi som inträffade ungefär 1999. Under perioden 1960-1999 var stora områden drabbade av hypoxi medan endast mindre områden var utsatta för anoxi. Efter 1999 ökade utbredningen av hypoxi något, medan det blev en kraftig ökning av områden utsatta för anoxi. Utbredningen av anoxi efter 1999 ligger nu generellt på nivåer som endast uppnåddes något enstaka år innan regimskiftet.

Kortvarig effekt

Redan under december syntes effekter av inflödet i Arkonabassängen, där syrehalter på 6–7 ml/l uppmättes i bottenvattnet, mot tidigare endast kring 2 ml/l. I januari hade inflödet nått fram till Hanöbukten och Bornholmsbassängen. Salt och syrerikt vatten hade i februari fyllt upp Bornholmsbassängen och fortsatt vidare österut där spår av inflödet nu syntes i Gdanskbukten. Under mars började effekter synas i bottenvattnet i de södra delarna av Östra Gotlandsbassängen. Salthalten i bottenvattnet hade nu ökat från 12,4 till 13,2 promille och det förekom syre närmast botten, även om vattnet ovanför fortfarande innehöll svavelväte, vilket visar på total syrebrist. När organiskt material bryts ned i djupvattnet förbrukas syre och när syret tagit slut fortsätter istället bakterier nedbrytningen och då bildas svavelväte, som är giftigt för allt högre liv.

I april hade ytterligare vatten nått fram till Östra Gotlandsbassängen och svavelväte förekom nu endast i ett intermediärt skikt på djup mellan 125 och 150 meter. I bottenvattnet hade syrehalten ökat från 1 ml/l vid provtagningen i mars till 3 ml/l. I de södra delarna av Östersjön (Arkona, Hanö och Bornholm) hade nu syrehalterna samtidigt börjat sjunka igen jämfört med de förhöjda nivåerna i början av 2015.

Under juni började det skönjas effekter i de norra delarna av Östra Gotlandsbassängen där halterna av svavelväte börjat sjunka. Vid Gotlandsdjupet, i centrala delen av Östra Gotlandsbassängen, hade däremot situationen försämrats och syrehalterna i djupvattnet hade redan börjat sjunka, liksom de fortsatte att göra i de södra delarna av Egentliga Östersjön.

Situationen i juli liknade den i juni, svaga förbättringar syntes norr om Gotlandsdjupet medan syrehalterna söder därom fortsatte att minska. Under resten av året var situationen liknande, inflödet nådde inte längre norrut och syrehalterna i Östra Gotlandsbassängen och söder därom fortsatte att sjunka.

Förhoppningarna att inflödet skulle medföra stora förbättringar i hela Egentliga Östersjöns djupvatten kom på skam.Trots det stora inflödet i december 2014 visar alltså mätningarna att den allvarliga syresituationen i Egentliga Östersjön fortsätter.
Syreförhållandena efter regimskiftet liknar medelförhållandena under perioden 1999–2014 och än så länge ligger utbredningen av svavelväte kvar på höga nivåer. Jämfört med situationen 2014 har dock områdena drabbade av anoxi i Östra Gotlandsbassängen minskat efter inflödet.

Fram till januari 2016 har inflödet inte varit kraftigt nog för att nå fram till Norra och Västra Gotlandsbassängerna eller Finska viken. I dessa områden råder fortfarande stagnation. I södra delen av Västra Gotlandsbassängen råder syrebrist (hypoxi) redan på cirka 50 meters djup och total avsaknad av syre (anoxi) på djup över 70 meter.

Stapeldiagrammet visar förändringar i tiden av areell utbredning av hypoxi respektive anoxi i bottenvattnet i Egentliga Östersjön, Finska viken och Rigabukten, augusti till oktober 1980-2015. Resultaten för 1961 och 1967 har tagits bort på grund av brista

Varmt vatten innehåller mindre syre

Det finns ett antal möjliga förklaringar till att de positiva effekterna blev så små efter ett så pass stort inflöde som det i december 2014. Hela vattenmassan i Kattegatt och ytlagret ner till hundra meter i Skagerrak hade för årstiden exceptionellt hög temperatur månaden innan inflödet startade, vilket förklarar den höga temperaturen på det inströmmande vattnet. Vatten med hög temperatur innehåller mindre syre än kallt vatten. Jämfört med det förra stora inflödet 1993 hade alltså det nu inströmmande vattnet högre temperatur och innehöll mindre syrgas. Vidare kan höga temperaturer i djupvattnet öka nedbrytningen av organiskt material, vilket får till följd att syret förbrukas snabbare.
Vid inflödet 1993 var skiktningen i Östersjön dessutom svagare och salthalten i Gotlandsdjupet var betydligt lägre än 2014. Koncentrationen av svavelväte i djupvattnet var innan det senaste inflödet också extremt hög och den areella utbredningen av bottnar med syrebrist (hypoxi) och bottnar med total avsaknad av syre (anoxi) var större.

Om de positiva effekter som ändå uppstod i Östra Gotlandsbassängen 2014 ska bestå, och om förhållandena i Norra och Västra Gotlandsbassängerna ska bli bättre, krävs ytterligare kraftiga inflöden av salt, syrerikt vatten från Västerhavet, annars kommer förhållandena återigen försämras, och det kan gå snabbt.

Emellertid finns det också en nackdel med inflöden. Salthalten ökar i djupvattnet vilket förstärker skiktningen i Östersjön, vilket i sin tur försämrar utbytet mellan yt- och djupvatten.
Den areella och volymsmässiga utbredningen av hypoxi och anoxi i Egentliga Östersjön fortsätter alltså att ligga på en förhöjd nivå sedan regimskiftet 1999 och ingenting tyder på att förhållandena i Norra och Västra Gotlandsbassängerna kommer att förbättras.

Trots att inflödet förbättrat situationen i Östra Gotlandsbassängen är situationen i övriga områden fortfarande mycket dålig. Vid det stora inflödet 1993 tog det ungefär ett år för vattnet att nå fram till och fylla upp även norra Egentliga Östersjön och Västra Gotlandsbassängen, medan vattenflödet denna gång inte nått längre än till Östra Gotlandsbassängen på lika lång tid.

Preliminära beräkningar visar att 16 procent av bottnarna i Egentliga Östersjön inklusive Finska viken och Rigabukten, är utsatta för anoxiska förhållanden medan 29 procent av ytan är utsatt för hypoxi.
Beräkningarna som gjorts tar inte hänsyn till att syresatt vatten kan förekomma under skikt med svavelväte, vilket innebär att ytorna och volymerna med anoxi förmodligen är något överskattade.

 

flaskor syreproverBild: Philip Axe

Syreprover klara för analys. Ju starkare gul färg desto högre syrehalt. Ett färglöst prov indikerar syrebrist.

Nedan listas ett urval referenserHansson, M., Andersson, L. & Axe, P., 2011: Areal Extent and Volume of Anoxia and Hypoxia in the Baltic Sea, 1960-2011, SMHI Report Oceanography no. 42, ISSN: 0283-1112.