Hoppa till huvudinnehåll

Artikel


Mer koldioxid i atmosfären gör haven surare

Havet 2013/2014. Anders Omstedt, Moa Edman & Jon Havenhand, Göteborgs universitet. Publicerad: 2015-12-18

Hur klimatförändringarna som orsakas av ökade utsläpp av växthusgaser kommer att påverka våra svenska havsområden är en högst relevant frågeställning idag. För att vi ska kunna skydda kusthavens ekosystem, och de viktiga tjänster de levererar, är det viktigt att veta hur denna påverkan kan komma att se ut. Kommer haven att bli både surare och mer övergödda, på samma gång? Klart står att det krävs en framgångsrik förvaltning som inbegriper både minskade koldioxidutsläpp, och minskad övergödning, för att minska stressen på havens ekosystem.

Havsvattnets pH är, tillsammans med syre, en av de viktigaste faktorerna för livskraften i de marina ekosystemen. Vattnets pH bestäms av balansen mellan oorganiskt kol och vattnets buffringsförmåga, det vill säga förmågan att stå emot försurning. Ju bättre buffringsförmåga desto mindre försurat blir vattnet. I ett förändrat klimat väntas koldioxiden i atmosfären öka samtidigt som tillrinningen från älvar och vattendrag till havet ökar i norr men minskar i söder, vilket i sin tur påverkar Östersjöns pH-balans. Det tillrinnande vattnets buffrande förmåga varierar stort i Östersjöns avrinningsområde. I norr är den relativt låg eftersom Norrlandsälvarna rinner genom kalkfattiga områden medan den ökar längre söderut och i öster där avrinningsområdena är kalkrika.

Modeller kan ge svar

Globala klimatmodeller och mer detaljerade modeller som inkluderar land, atmosfär, vegetation och hav i Östersjöområdet visar att en väntad försurning i första hand beror på atmosfärens koldioxidhalt. Klimatför- ändringarna i sig, det vill säga temperaturförändringar och förändringar i nederbörd, spelar i jämförelse en mindre roll.

Den ökade övergödningen i Östersjön ger sämre syreförhållanden och dessutom en kraftigare säsongsvariation av pH, eftersom pH sjunker på vintern och ökar på sommaren. Modellerna visar också att försurningen kan dämpas med en framgångsrik förvaltning som innebär minskade koldioxidutsläpp till atmosfären.

Effekter på marint liv

Kunskapen om framtida effekter på marina arter i en försurad havsmiljö i Östersjön och Västerhavet har ökat det senaste decenniet. Men fortfarande vet vi alldeles för lite om hur marina ekosystem, i synnerhet i Östersjön, påverkas av försurning.

Även om det finns vissa uppenbara negativa effekter, är det tydligt att försurningen påverkar biologiska processer hos marina arter på olika sätt. De tydligaste förändringarna är ökad dödlighet i vissa arters livsstadier, som hos larver av ormstjärnor och Östersjömusslan. Dessutom varierar effekterna på skalbildande arter kraftigt.

Flera viktiga komponenter i Östersjöns näringsväv verkar dock vara motståndskraftiga mot den genomsnittliga försurningsgraden som förväntas under det kommande århundradet. Till exempel har torsken i Östersjön visat sig tåla lägre pH än torsk från Nordatlanten. Vi har inte fullständig kunskap om alla delar i Östersjöns näringsväv. Endast för några få arter finns det en komplett bild av vilka effekter försurningen har under hela livscykeln. En viktig princip som har klarlagts är att havsförsurningens negativa effekter kan ha litet, eller till och med inget, genomslag om det finns tillräckligt med mat och därmed energi för att motverka de negativa effekterna. Detta har visats hos flera arter i svenska vatten, till exempel hornkorall (Lophelia pertusa) blåmussla (Mytilus edulis) och havstulpan (Balanus improvisus).

Men trots mycket forskning under de senaste åren vet vi fortfarande lite om hur framtidens havsförsurning kan påverka marina arter i Sverige. Kunskapen om olika marina arters anpassningsförmåga, eller om någon art kan utveckla tolerans mot försurning, är mycket dålig. Det börjar nu komma mätningar och modellresultat med kraftiga dygns- och säsongsvariationer av pH. Men hur denna variation påverkar organismernas tolerans mot havsförsurning vet vi väldigt lite om. Hittills har endast en studie undersökt effekter av naturliga, dygnsfluktuationer av pH i grunda kustområden. Studien som var på havstulpaner visade att tillväxten var högre och skalhårdheten mindre när de levde i en miljö med varierande pH, jämfört med under konstanta pH-förhållanden. Anpassning till nya förhållanden sker när naturlig selektion väljer ut de exemplar av samma art med genetiska egenskaper som klarar av extrem miljövariation bäst. Att majoriteten av forskningen hittills inte tagit hänsyn till denna variation i miljön är problematiskt. Det finns mycket kvar att göra.

FAKTA: Havets pH

Havets pH bestäms av den totala koncentrationen oorganiskt kol i vattnet och av vattnets buffertförmåga. Oorganiskt kol bildas på flera olika sätt:

  • När koldioxid från atmosfären löser sig i havets ytvatten.
  • När kalk löses ut i älvar, sjöar och havet.
  • När biologiskt material bryts ned, till exempel döda marina organismer och organiskt material i vattendragen.

Nedbrytningen av biologiskt material kräver syre vilket ger minskande syrgashalter i vattnet. Oorganiskt kol i form av koldioxid tas upp av fotosyntetiserande alger och bakterier, och binds därmed in i födoväven. När dessa organismer dör och bryts ned förbrukas syre. Om stora mängder alger bryts ner bildas syrefritt bottenvatten samtidigt som alkaliniteten och halten organiskt kol ökar.

Den totala alkaliniteten, buffertförmågan, är ett mått på vattnets kapacitet att stå emot försurning. Alkaliniteten styrs av de kemiska reaktioner som kan ta upp vätejoner (H+) och de som kan avge vätejoner. När exempelvis koldioxid i atmosfären blandas med vatten frigörs vätejoner och när kalk löses i vattnet binder den istället vätejonerna.

Övergödning skyddar inte

Det har funnits idéer om att ökad övergödning, som leder till ökad fotosyntes och därmed till ökat upptag av koldioxid, skulle kunna skydda mot framtida försurning. Dessutom skulle övergödningseffekter i form av mer syrefattiga bottnar kunna buffra mot försurning. Men undersökningar visar att även om våra hav blir mer övergödda kommer de ändå att bli surare. Det finns med andra ord inget skydd mot försurning, utan utsläppen av koldioxid i atmosfären måste begränsas. 

Framtida försurning av haven

Genom att studera klimatmodeller ökar förståelsen för tänkbara miljöhot och även insikterna om vad vi kan göra för att minska dem. I modellerna ingår ett antal förutsättningar, varav olika koncentrationer av växthusgaser utgör de viktigaste. Det är vanligt att både undersöka scenarios som bygger på att vi inte gör något alls och sådana där vi framgångsrikt genomfört åtgärder.

Resultaten från de klimatmodeller som forskarna idag använder skiljer sig väsentligt från varandra, även när samma förutsättningar används. Därför är det nödvändigt att studera olika modeller för att se vad som har störst påverkan och ger störst osäkerheter i beräkningarna.

Genom att studera klimatmodeller ökar förståelsen för tänkbara miljöhot och även insikterna om vad vi kan göra för att minska dem. I modellerna ingår ett antal förutsättningar, varav olika koncentrationer av växthusgaser utgör de viktigaste. Det är vanligt att både undersöka scenarios som bygger på att vi inte gör något alls och sådana där vi framgångsrikt genomfört åtgärder.

Resultaten från de klimatmodeller som forskarna idag använder skiljer sig väsentligt från varandra, även när samma förutsättningar används. Därför är det nödvändigt att studera olika modeller för att se vad som har störst påverkan och ger störst osäkerheter i beräkningarna.

Variationerna av den totala alkaliniteten och pH i Östersjön och Västerhavet. Färgerna representerar olika delar av Östersjön. Överst syns hur starkt salthalt och total alkalinitet hänger ihop, samt hur sambandet påverkas av varifrån vattnet kommer. Nedtill i figuren syns hur mycket pH varierar. pH varierar starkast mellan yt- och djupvatten, men även mellan olika havsområden. Not: Observationerna är baserade på BONUS+ programmet Baltic-C som under tre år med hjälp av forskningsfartyg mätte Västerhavets och Östersjöns koldioxidhalter.

 

 

Samlade effekter av havsförsurning hos marina arter i Västerhavet och Östersjön. Intervallen visar sannolika effekter av havsförsurning och intervallens storlek visar osäkerheten i data och/eller biologisk variation.

Samlade effekter av havsförsurning hos marina arter i Västerhavet och Östersjön. Intervallen visar sannolika effekter av havsförsurning och intervallens storlek visar osäkerheten i data och/eller biologisk variation.