Mørkere vann forsinker algenes årlige vårfest i Nordsjøen

Påstår bestefaren din at vannet langs kysten var klarere da han var ung?

Det trenger slett ikke være gubbete glorifisering av gode, gamle dager. Ny forskning viser at Nordsjøen var klarere for hundre år siden. En av årsakene til formørkningen er økt plantevekst på land, som fører til at mer fargestoff – nedbrutt organisk materiale – finner veien ut i havet.

– Formørkningen av vannet gjør at vi må lenger ut på våren før planteplanktonet får nok sollys til å sette i gang med fotosyntese og celledeling, sier forsker Anders Frugård Opdal fra Universitetet i Bergen.

Ifølge Opdal snakker vi om en forskyvning på så mye som tre uker i løpet av 1900- tallet, en endring som kan skape krumspring i kalenderen også lenger opp i næringskjeden.

– Den årlige planktonoppblomstringen i Nordsjøen er massiv og har stor betydning oppover i økosystemet. Planteplankton er mat for dyreplankton, som er mat for fiskeyngel. Det er dermed fullt mulig å se for seg at utsatt planktonproduksjon kan få konsekvenser for når fisken gyter, sier han.

Har målt sikten i Nordsjøen siden 1903

Forskerne har blant annet benyttet seg av historiske data samlet inn med et uforskammet enkelt verktøy, en Secchiskive.

Dette er rett og slett en rund skive – oppkalt etter italienske Angelo Secchi – som senkes ned i vannet helt til du mister den av syne og kan måle hvor mange meter snøre du har sluppet ut. Målet kalles Secchidyp eller siktedyp.

Gjennom hele 1900-tallet har europeiske forskningsinstitusjoner foretatt slike målinger i forskjellige deler av Nordsjøen. For noen år siden ble dataene sammenstilt av en driftig danske ved navn Thorkild Aarup.

– Det betyr at vi har hatt tilgang til mer enn 10 000 målinger av siktedyp i Nordsjøen fra 1903 til 1998, forteller Opdal.

Et spesielt trekk ved Nordsjøen er de store kontrastene i bunndyp. Størsteparten er ikke dypere enn 20–30 meter, men i Norskerenna, som strekker seg som et dalføre fra Skagerrak til Sognefjorden, stuper det plutselig flere hundre meter ned i mørket. Opdal har derfor delt målingene i to, én for de grunne og én for de dype delene.

– Målingene med Secchiskiven viste at siktedypet var betydelig kortere i 1998 enn i 1903, både i den grunne og den dype delen, sier forskeren.

Han forteller at siktedypet har sunket fra 7,5 til 4 meter i de grunne delene av Nordsjøen fra 1903 til 1998, og fra 10,5 til 6,5 meter i de dype områdene. Fenomenet har fått navnet kystvannsformørkning, begrepsfestet av Opdals professorkollega Dag Aksnes.

– Det kan høres underlig ut at vi snakker om kyst når det gjelder Nordsjøen, men sammenlignet med en oseanisk havmasse som Atlanterhavet – med bunndyp på flere tusen meter – er Nordsjøen å betrakte som kystvann. Det er grunt, kort vei til land på alle kanter, og saltinnholdet i vannet er lavere enn i Atlanteren, forklarer Opdal.

Tre teorier om grunnen til mørkere vann

– Hva er så årsaken til at vannet har blitt mørkere?

I 2015 antydet britiske forskere at det virvles opp flere partikler fra havbunnen enn tidligere, noe som igjen reduserer sikten. Opdal tror ikke det er hele forklaringen og påpeker at britene kun hadde observasjoner tilbake til 1980-tallet.

– Oppvirvling av bunnsedimenter forklarer heller ikke at sikten har blitt dårligere i de dype delene av Nordsjøen. Der er det rett og slett for langt opp fra bunnen til at bunnpartikler skulle kunne spille noen stor rolle, sier han.

– Hva med planktonforekomstene i seg selv, kan de ha økt så mye at sikten går ned?

– Vi har gravd frem gamle planktontellinger fra Nordsjøen fra 1912 og 1948, i tillegg til klorofyllmålinger hentet fra åpne databaser i perioden 1961-1998. De eldste målingene er resultat av at mange av nordsjølandene gikk sammen for å dokumentere forekomstene av plankton. De var nok mest opptatt av hvilke arter de fant hvor, men heldigvis tok de seg også tid til å telle hvor mange organismer det fantes per liter vann, sier Opdal.

Ved hjelp av disse datasettene har forskerne laget en tidsserie som tydelig viser at endringer i planktonforekomstene ikke forklarer formørkningen av Nordsjøen. Dermed tror de årsaken ligger på land.

Planter på land gir fargestoff i vann

– En sannsynlig forklaring er økt plantevekst på land. Det er godt kjent fra ferskvannsbiologien at gjengroing, lavere beitetrykk, økt plantevekst og mer skog har ført til bruning av innsjøer og elver. Nå har vi vist at dette også påvirker kystvannet, sier han og legger til at prosessen egentlig er ganske enkel å forstå:

– Når det vokser mer på land, faller det flere blader på bakken. Disse brytes ned til humusstoffer, som igjen brytes ned til fargestoffer som vaskes ut i havet. Slike fargestoffer har veldig lang nedbrytingstid og vil derfor gjøre kystvannet brunere.

Opdal understreker at det ikke bare er vegetasjonen langs kysten som bidrar til mørkere nordsjøvann.

– Avrenningsområdet for Nordsjøen er enormt. Husk at mange av de store europeiske elvene som renner ut i Nordsjøen, samler opp vann helt fra foten av Alpene. Det kommer også ferskvann til Nordsjøen via Østersjøen, der en betydelig andel dreneres fra de enorme russiske barskogene.

Sverdrup har svaret

En planktoncelle trenger bare to ting for å dele og formere seg – lys og næring. I Nordsjøen er det sjelden mangel på næring, så her er det lyset som setter begrensninger.

Om vinteren gjør korte dager at planteplanktonet får lite sollys. I tillegg spiller vanntemperaturen inn. Det kjølige overflatevannet synker og blander seg dypt nedover i vannmassene – og planktoncellene følger med. Dette pågår hele vinteren, slik at planteplanktonet knapt kommer opp i lyset før det tvinges ned igjen.

Om våren varmes overflatevannet opp. Vannmassene blir stabile, med varmt overflatevann trygt plassert på toppen av kaldere vann. I tillegg blir dagene lenger og solen stiger høyere på himmelen, slik at lyset trenger dypere ned i vannet.

– Når vannmassene stabiliserer seg, og sollyset øker, får planktoncellene nok tid i solen til å dra i gang fotosyntese og celledeling, forklarer Opdal.

Denne prosessen starter på en dybde som den berømte norske oseanografen Harald Ulrik Sverdrup i 1953 ga navnet det kritiske dyp. Han utstyrte også verden med en enkel ligning som gjør det mulig å finne ut ganske nøyaktig hvor dette kritiske dypet til enhver tid ligger.

– Vi har ikke gjort annet enn å endre variabelen for sikt i ligningen og ved hjelp av ganske ukontroversielle beregninger, har vi kommet til at oppblomstringen av planteplankton i 1998 sannsynligvis kom rundt tre uker seinere enn i 1903, sier Opdal.

Kompliserte klimaeffekter

På land forbinder vi gjerne klimaendringer og global oppvarming med tidligere vår. Krokusen titter forvirret frem i februar, vårløken nærmer seg vinterløk og trekkfuglene snur omtrent før de har landet på badestrendene i Spania.

– I kystnære havområder er ikke denne effekten like opplagt. Varmere vann gir tidligere stabilisering av vannmassene, noe som skulle gi tidligere våroppblomstring. Samtidig gir global oppvarming økt plantevekst og lengre vekstsesong på land, noe som fører til at mer fargestoff ender opp i havet. Det trekker i retning av seinere vår fordi det tar lengre tid før planktonet får sollys nok til å dele seg.

– Dette betyr at å overskue følgene av klimaendringene, nok er en mer komplisert øvelse enn vi hadde sett for oss, sier Opdal.