Happivaje on maailmanlaajuisesti yleistyvä, erityisesti rannikoita koskeva ympäristöongelma, joka johtaa merenpohjan eliöstön yksipuolistumiseen ja jopa katoamiseen. Välillisesti happivaje heikentää kalakantoja ja lisää sinileväkukintojen esiintymistodennäköisyyttä vaikuttaen negatiivisesti myös rannikkoalueiden virkistyskäyttöön. Itämeren happivajeesta kärsivää osaa pidetään maailman suurimpana ”kuolleena merialueena”, jonka tila on seurausta ihmisten toiminnasta.
– Ihmisen aiheuttamalla ravinnekuormituksella on ollut merkittävä vaikutus Itämeren tilaan 1900-luvulla, ja laajoilla alueilla kärsitään yhä näistä menneistä virheistä. Itämeren ekologinen tila on jo paikoin parantunut, sillä ravinnekuormitusta on suojelutoimien ansiosta vähennetty. Silti emme löytäneet tutkimuksessa toistaiseksi merkkejä Saaristomeren happivajeen vähenemisestä, sanoo tutkimuksen pääkirjoittaja tutkija Sami Jokinen Turun yliopistosta.
Tutkijat totesivat, että ilmaston lämpeneminen on yksi syy happivajeeseen, joka jatkuu ravinnekuormituksen vähennyksistä huolimatta.
– Ilmaston lämpeneminen tulee pahentamaan merialueiden happivajetta, sillä happi liukenee heikommin lämpimään veteen ja toisaalta pintavesien lämpeneminen vahvistaa vesimassan kerrostuneisuutta. Ilmaston lämpeneminen ei ole pääsyy nykyiseen happivajeeseen, mutta se hidastaa tilan paranemista merkittävästi, sanoo tutkimuksessa mukana ollut apulaisprofessori Tom Jilbert Helsingin yliopistosta.
Selvittääkseen happivajeen taustalla olevia syitä tutkijat ottivat merenpohjasta metrien pituisia sedimenttinäytteitä, jotka kertovat Saaristomeren ympäristöolosuhteissa tapahtuneista muutoksista. Kemiallisten ja rakenteellisten analyysien avulla tutkimuksessa selvitettiin ensimmäistä kertaa, miten alueen happiolot ovat vaihdelleet viimeisten 1 500 vuoden aikana.
– Kyseisen ajanjakson aikana alueen ilmasto on vaihdellut merkittävästi. Erityisesti keskiajan lämpökausi on tutkimuksen kannalta tärkeä ajanjakso, koska tuolloin ilmasto oli suunnilleen yhtä lämmin kuin nykyisin, mutta ihmisen aiheuttama ravinnekuormitus oli vielä pientä, Jokinen kertoo.
– Yksi tutkimuksen mielenkiintoisimmista löydöksistä on, että viime vuosikymmenien happivaje on selvästi suurempaa kuin kertaakaan aikaisemmin tutkitun ajanjakson aikana, mikä johtuu pitkälti ihmisen aiheuttamasta ravinnekuormituksesta, Jilbert sanoo.
Tutkijat löysivät merkkejä happivajeen esiintymisestä myös keskiajan lämpökaudella, mutta he pitävät nykyistä tilannetta ennennäkemättömän vakavana.
Happivajeen laajenemista on vaikea pysäyttää
Tutkimuksen aineistosta selvisi, että nykyinen happivaje alkoi voimistua jo 1900-luvun alussa. Tutkijoiden mukaan tämä on yllättävää, koska 1950-lukua on yleisesti pidetty ajanjaksona, jolloin hapettomuus alkoi Itämerellä laajeta ihmisen aiheuttaman ravinnekuormituksen voimistumisen myötä.
– Lisäksi havaitsimme, että jääkauden jälkeen alkanut edelleen käynnissä oleva maankohoaminen tekee osista rannikkoalueita aiempaa haavoittuvaisempia hapettomuudelle. Tämän ohella löysimme merkkejä lisääntyneestä ihmisperäisestä ravinnekuormituksesta jo 1800- ja 1900-lukujen vaihteessa, mikä todennäköisesti edesauttoi happivajeen muodostumista, Jokinen sanoo.
Liiallisella ravinnekuormituksella on pitkäaikaisia vaikutuksia rannikkoalueiden tilaan, minkä vuoksi hapettomuusongelman laajenemista on vaikea pysäyttää. Merialueen leväkukinnot voimistuvat, kun joet kuljettavat ravinteita mantereelta merelle. Kuoltuaan levät vajoavat merenpohjaan, jossa bakteerit käyttävät vesimassasta happea kuolleen levämassan hajottamiseen.
– Ihmisen aiheuttaman ravinnekuorman vähenemisen voidaan odottaa heikentävän leväkukintoja ja pienentävän happivajetta. Mutta vakavasta happivajeesta kärsivillä alueilla merenpohjan kyky sitoa fosforia heikkenee ja pintaveden fosforipitoisuus kasvaa, minkä vuoksi typpeä suoraan ilmasta sitovien sinilevien kasvu voimistuu. Tämän seurauksena vesimassan typen ja fosforin kokonaismäärä pysyy korkeana vielä senkin jälkeen, kun ravinnekuormitusta on onnistuttu vähentämään. Kyseessä on eräänlainen itseään voimistava noidankehä, jonka katkaisemiseen saattaa mennä vuosikymmeniä, Jilbert sanoo.
Nykyisin, ja todennäköisesti myös tulevaisuudessa, happivajetta pitää yllä maatalouden aiheuttama ravinnekuormitus, fosforin vapautuminen merenpohjasta ja ilmaston lämpeneminen.
– On hyvä uutinen, että monet Itämeren valuma-alueen valtiot ovat vähentäneet merkittävästi ravinnekuormitusta. Joillain alueilla onkin jo nähtävissä merkkejä elpymisestä. Ravinnekuormituksen ja ilmastonmuutoksen vaikutusten ymmärtämisestä on huomattavaa apua Itämeren suojelutoimenpiteiden suunnittelussa tulevaisuudessa, Jilbert päättää.
Alkuperäinen artikkeli
Tutkimus on julkaistu Biogeosciences-julkaisusarjassa
A 1500-year multiproxy record of coastal hypoxia from the northern Baltic Sea indicates unprecedented deoxygenation over the 20th century. Sami A. Jokinen, Joonas J. Virtasalo, Tom Jilbert , Jérôme Kaiser, Olaf Dellwig, Helge W. Arz, Jari Hänninen, Laura Arppe, Miia Collander, and Timo Saarinen. DOI: doi.org/10.5194/bg-15-3975-2018
Aiheeseen liittyvä video:
Oxygen loss in the coastal Baltic Sea is “unprecedentedly severe”
Videon tekijä: European Geosciences Union