Itämeren kuolleet alueet

Tämä haastattelu ruotsalaisen tutkija Anders Tengbergin kanssa jatkaa taiteilija Jana Winderenin sekä toiminnanjohtaja ja kuraattori Paula Toppilan toteuttamaa haastattelusarjaa, jonka on tarkoitus lisätä tietoisuutta Itämerellä käynnissä olevista muutoksista. Tengberg työskentelee apulaisprofessorina Göteborgin yliopistossa ja Chalmersin teknillisessä yliopistossa. Hän on mukana kehittämässä vedenalaista tekniikkaa, kuten esimerkiksi vedenalaisia robotteja ja happiantureita. Tengberg on tehnyt pitkään Itämeri-tutkimusta keskittyen erityisesti rehevöitymisongelmaan, ja johtanut tutkimushankkeita Suomenlahdella.

Meren happi

Jana Winderen (JW): Mistä Itämeren happi on peräisin?

Anders Tengberg (AT): Happi syntyy meren pintakerroksissa, eikä ole mitään tunnettua tapaa, jolla happea voitaisiin tuottaa niiden alapuolella. Happi syntyy leväkukinnoista yhteyttämisen sivutuotteena. Happea tulee mereen myös kuplina aaltojen ja myrskyjen mukana. Kaikki tämä siis tapahtuu pintakerroksissa, koska fotosynteesiä tapahtuu vain valossa. Levät tarvitsevat kasvaakseen samoja ravinteita, joita viljelijät levittävät pelloilleen, sekä valoa ja vedessä olevaa hiiltä. Tämä mahdollistaa niin fotosynteesin kuin levien kasvun. Levät tuottavat orgaanista ainesta, jota kalat syövät ja joka pyörittää koko ekosysteemiä.

JW: Olen ollut Barentsinmerellä, ja opin siellä kevätkukinnan merkityksen koko ekosysteemille. Toisaalta, kun puhumme samoista ilmiöistä esimerkiksi järvessä, vaikutus voi olla täysin päinvastainen. Voisitko kertoa hieman siitä, mistä tämä ero johtuu?

AT: Leväkukintojen luonnollinen kierto pohjoisella pallonpuoliskolla, kuten Itämerellä, alkaa keväällä, jolloin pintaveteen on sekoittunut syvemmältä talvimyrskyjen aikana siihen kummunneita ravinteita. Keväällä kun valon määrä lisääntyy, nämä kaksi asiaa käynnistävät luonnollisen leväkukinnan. Leväkukinta on välttämätöntä ekosysteemille, koska ilman leviä koko ekosysteemi ei toimi. Itämeren haasteena on se, että se on osittain suljettu, ja vedenvaihto Pohjanmeren kanssa on vähäistä.

Itämeren alueella asuu noin 80 miljoonaa ihmistä. Vuosikymmenten ajan ihmisen toiminnasta on aiheutunut liikaa ravinnepäästöjä. Nämä ravinteet varastoituvat pohjakerrostumiin ja vapautuvat sieltä jatkuvasti yläpuoliseen veteen. Erityisenä ongelmana on fosforin liiallinen määrä, koska se ruokkii sinileväkukintoja kesällä. Sinilevät voivat olla myrkyllisiä, ja ne lisäävät levien kokonaismäärää vedessä. Kun levät kuolevat, ne vajoavat merenpohjaan, missä bakteerit hajottavat ne, mikä puolestaan kuluttaa happea. Tämä on noidankehä, jossa Itämeren syvimpiin osiin muodostuu hapettomia, kuolleita alueita.

Suolapulssien ja myrskyjen vaikutus

JW: Miten nämä kuolleet alueet määritellään?

AT: Kuolleet alueet eivät itse asiassa ole täysin kuolleita. Niissä elää edelleen viruksia ja bakteereja, mutta siellä ei ole kalojen tapaisia suurempia eliöitä tai pohjalla eläviä eliöitä, kuten sedimentissä eläviä erityyppisiä matoja tai muunlaisia äyriäisiä ja simpukoita. Ne eivät selviä, koska kuolleessa merenpohjassa ei ole happea. Jos tämä tila jatkuu pitkään Itämeren syvimmillä alueilla, alkaa muodostua mädälle kananmunalle haisevaa rikkivetyä. Rikkivety on myrkyllistä kaikille kehittyneemmille eliöille. Vain osa bakteereista pystyy käsittelemään sitä.

JW: Kertoisitko myrskyjen ja suolaisen veden sisäänvirtauksen vaikutuksesta Itämereen?

AT: Ajoittain säätilanteesta riippuen, jos esimerkiksi Pohjanmerellä on myrsky, Itämereen virtaa Pohjanmereltä raskaampaa, suolaisempaa vettä, jossa on runsaasti happea. Kun tällainen vesi laskeutuu Itämeren syvempiin kerroksiin, hapen määrä lisääntyy, mutta pohjakerrokset pysyvät happipitoisempina vain lyhyen ajan eli kuukausista vuosiin.

Eräät kollegani ovat parhaillaan Itämerellä mittaamassa merenpohjan happitasoja. Vuonna 2014 happirikasta vettä virtasi sisään paljon, mutta nyt tuo happi on pitkälti hävinnyt, joten se toi vain väliaikaisen parannuksen pohjakerrosten happitilanteeseen. Itämerestä virtaa yleisesti myös vettä ulos, koska joista – niin Puolan, Ruotsin kuin Suomen alueilta – tulee mereen jatkuvasti lisää vettä. Alueen suurin joki, jonka osuus Itämereen tulevasta vedestä on noin 20 prosenttia, on Neva. Pietarin läpi virtaava Neva tuo vettä Laatokasta, joka on yksi maailman suurimmista järvistä.

Sinilevät ja sedimentoitunut fosfori merenpohjassa

JW: Entä ilmaston lämpeneminen? Meillä oli erittäin lämmin talvi, näkyykö se jo mittauksissa?

AT: Se ei taida vielä näkyä kovin selvästi. Itämerellä oli kuitenkin tilanteita 1990-luvulla, jolloin sinilevien kukintoja eli syanobakteereita oli vähemmän, mikä liittyi vahvasti parin vuoden tuulisempaan jaksoon. Myrskyjä oli muutaman vuoden aikana enemmän, ja sinilevätilanne parani. Myrskyaaltojen ja -tuulten myötä syvempiin kerroksiin sekoittuu enemmän happea.

Itämeren ongelmana ovat sinilevät. Kuten herneet pellolla, ne tarvitsevat fosforia kasvaakseen. Se on yksi sinilevien tarvitsemista ravinteista, mutta ongelmallista on se, että niillä on kyky sitoa typpeä ilmakehästä. Jos vedestä olisi saatavilla sekä typpeä että fosforia, normaalit, vaarattomat levät syrjäyttäisivät ne helposti. Nykytilanteessa kevään kukinnan jälkeen vedessä ei kuitenkaan ole enää typpeä jäljellä, vaikka fosforia onkin. Niinpä sinilevät voivat kasvaa, koska ne voivat sitoa typpeä ilmakehästä. Itämeren vedessä on jatkuvasti niin paljon fosforia, koska sitä on jo pitkään varastoitunut merenpohjaan teollistumisen, teollisen maatalouden ja valumien myötä. Fosfori varastoituu sedimentteihin, joista sitä vapautuu, kun happipitoisuudet laskevat. Pohjasta vapautunut fosfori mahdollistaa näin sinilevien kukinnan kesällä.

JW: Tuo on kiinnostavaa. Haastattelimme suomalaista tutkijaa ja maanviljelijää Tuomas Mattilaa maatalousmaahan ajan kuluessa sedimentoituneesta fosforista. Sama ilmiö siis tapahtuu merenpohjassa. Kuinka kuvailisit Itämeren yleistä tilaa?

AT: Mediassa raportoidaan usein vain asioiden kielteisistä puolista. Olemme havainneet tämän monta kertaa, ei vain Itämereen liittyen, vaan myös Etelämannerta koskevassa uutisoinnissa. Se antaa yleisölle asioista kielteisen kuvan, mikä on valitettavaa.

Esimerkiksi tilanne Itämerellä on parantunut. Se oli todennäköisesti muun muassa rehevöitymisen ja saastumisen suhteen pahimmillaan 1980-luvulla. Tilanne on kuitenkin kohentunut huomattavasti rannikkokaupungeissa, kuten Helsingissä ja Tukholmassa. Jopa Itämeren alueen suurimmassa ja yhdessä Euroopan suurimmista kaupungeista, Pietarissa, on nykyään täydessä toiminnassa oleva moderni vedenkäsittelylaitos. Ajokkaita esiintyy enemmän ja niitä kasvaa syvemmällä, mikä on merkki terveestä ympäristöstä. Lisäksi uiminen on turvallista useiden kaupunkien rannoilla. Johtuen sedimenttiin varastoituneesta fosforista, jota vapautuu, kun hapen määrä laskee, kestää kuitenkin hyvin pitkään ennen kuin saamme aikaiseksi todellista, näkyvää parannusta.

Yksi monista tähän merialueeseen liittyvistä hankkeista, joiden parissa työskentelimme vuosina 2000–2005, oli Suomenlahti-projekti. Siinä mitattiin robottien avulla sedimenteistä peräisin olevien ravinteiden kuten fosforin määriä ja verrattiin niitä maalta tulevien ravinteiden määriin. Tuona aikana entisen Neuvostoliiton maatalous oli romahtanut, mikä johti maalta tulevan ravinnekuorman huomattavaan vähenemiseen Venäjän ja Viron alueilla. Tästä huolimatta fosforipitoisuudet nousivat, ja tutkimuksemme osoittivat, että noin 80 prosenttia fosforista tuli tosiasiassa sedimenteistä. Nykyään, vuodesta 2010 lähtien, fosforimäärät ovat laskeneet Suomenlahdella. Itämeri on kaikkea muuta kuin kuollut. Siellä on paljon kalaa, ja tänään kuulin juuri radiouutisista, että silakan kalastus Itämerellä on saanut MSC:n kestävän kalastuksen sertifikaatin. Monet Itämeren syvistä pohjista ovat kuitenkin vielä pitkään hapettomia. 

Kilkki – kuolleiden vyöhykkeiden selviytyjälaji

JW: Sanoit, että on olemassa yksi laji, joka sietää vähähappisuutta. Voisitko kertoa siitä lisää?

AT: Kyllä, se on mielestäni upea laji. Tapasimme sitä paljon Suomenlahti-projektissa alueilla, jotka olivat olleet pitkään vähähappisia. Palasimme automaattisen laitteiston kanssa tekemään sedimenttien inkubointia ja mittauksia merenpohjassa. Kyseinen eläin on kilkki (Saduria entomon). Se on siiroihin kuuluva äyriäinen, jota on esiintynyt Itämeressä jo sen ollessa makeavetinen järvi. Kilkki on upea eläin, koska se sietää matalaa happipitoisuutta. Ne vain pysyvät tyynesti sijoillaan parin kuukauden ajan, sillä ne voivat varastoida paljon happea vereensä. Kun sedimentit sitten taas muuttuvat hapekkaammiksi, kilkit aktivoituvat uudelleen.

Happipitoisuudet Itämerellä vaihtelevat paljon enemmän kuin aikaisemmin ajateltiin. Itämeren syvänteissä Suomenlahdella ulkopuolella happea saattaa olla vähän tai ei ollenkaan jopa viiden vuoden ajan, kunnes seuraava sisäänvirtaus tulee. Itämerellä 100 metrin syvyyden yläpuolella kaikenlainen vaihtelu on huomattavasti yleisempää kuin yleisesti ajatellaan, ja havaitsemme tämän aina, kun laitamme mittauslaitteen veteen. Kuukausittaisen näytteenoton perusteella on hyvin vaikea antaa hyvää tilannearviota, ja kuukausittaiseen näytteenottoon liittyy muitakin ongelmia.

JW: Kilkki oli siis alun perin makeanveden eläin, kun Itämeri oli järvi, ja laji selvisi meriyhteyden avautumisesta?

AT: Se on mielenkiintoinen laji, koska Itämeri on murtovetisenä alueena lajikirjoltaan vaatimaton. Murtovesi on eläimille stressaavampi, koska suolapitoisuus vaihtelee ja on yleisesti alhainen. Tästä syystä eteläisen Itämeren simpukatkin ovat paljon pienempiä kuin esimerkiksi Ruotsin länsirannikolla. Me emme tutki kilkkejä, vaan teemme kemiallista merentutkimusta, mutta oli hauskaa nähdä, että aina, kun tulimme hiljattain happilisäystä saaneeseen paikkaan, siellä näitä eläimiä oli.

Itämeren kannalta murheellinen asia on toisen maailmansodan jälkeen Gotlannin ja Bornholmin läheisyydessä tapahtunut kemiallisten aseiden upottaminen merenpohjaan. Kemialliset aseet ovat suurimmaksi osaksi hapettomilla alueilla, mutta haluamme ymmärtää kemiallisten aseiden myrkyllisten aineiden kertymistä ekosysteemiin. Tässä olemme pyrkineet selvittämään, voimmeko saada kiinni kilkkejä, koska ne liikkuvat sedimenteissä ja palaavat takaisin aina, kun happea on taas saatavilla. Tarkastelemme siis mahdollisuutta käyttää kilkkiä kohde-eliönä selvittääksemme, onko Itämereen upotetuista kemiallisista aseista kertynyt myrkyllisiä aineita.