Lisääkö hiilidioksidi sinilevän määrää?

hiilidioksidi
Teksti
Marko Hamilo
Saksalaisen Geomar-merentutkimuslaitoksen tutkijat asensivat kesäkuussa Hangon Tvärminnen vesille säkkejä, joissa tutkitaan happamoitumisen vaikutusta sinileviin ja muuhun planktoniin. Kuva Alf Norkko.

Kun ilmasto lämpenee, hellepäivät lisääntyvät, mutta niin lisääntyvät myös uimarannat pilaavat sinileväkukinnot. Mutta on myös toinen mekanismi, jolla ilmakehän lisääntynyt hiilidioksidipitoisuus voi lisätä heinä-elokuisia sinileväkukintoja.

Meret ovat valtava hiilidioksidinielu. Ilman valtamerien puskuroivaa vaikutusta päästöt nostaisivat ilmakehän hiilidioksidipitoisuutta nykyistäkin nopeammin. Veteen liuetessaan hiilidioksidi happamoittaa merta. Valtamerien happamoituminen uhkaa varsinkin koralleja.

Laboratoriokokeiden perusteella on saatu viitteitä siitä, että happamuus suosisi sinilevää. Laboratoriossa on kuitenkin mahdotonta simuloida todellista Itämerta. Entä jos happamuus todellisessa ympäristössä esimerkiksi hyödyttää myös jotakin toista lajia, joka kilpailee sinilevien kanssa?

Saksalainen tutkimusryhmä selvittää sitä tänä kesänä Helsingin yliopiston Tvärminnen tutkimusasemalla. Kielin Geomar-merentutkimuslaitoksen tutkijat upottivat Hankoniemen itäpuolelle Tvärminne Storfjärdenille kesäkuussa yhdeksän isoa säkkiä, mesokosmosta.

Kun käy veneellä tutkimussäkkien luona, niitä voi epäillä kalanviljelylaitoksiksi, mutta nimenomaan kalat säkeistä on siivilöity pois. Säkeissä on planktonia ja todennäköisesti myös pieniä määriä sinileväbakteereja. Tutkijoita kiinnostaa, lähteekö sinilevä heinäkuun loppupuolella tai elokuun alussa kasvuun.

”Se mitä niistä päälle päin näkee, on vain jäävuoren huippu”, kertoo Tvärminnen eläintieteellisen aseman amanuenssi Joanna Norkko, kun käymme veneellä katsomassa vedestä kohoavia pömpeleitä. Kuudenkymmenen kuutiometrin kokoiset säkit jatkuvat syvälle lähes pohjaan asti.

Näyttää kuin aallot kulkisivat säkkien läpi. Todellisuudessa vain aaltojen liike jatkuu säkkien sisällä, Norkko selittää.

Rakennelmien päällä on katos, jotta linnut eivät ulosteillaan rehevöitä säkin sisältöä. Vedenpinta säkissä on vuorovaikutuksessa ilman kanssa, mutta muuten säkeissä on suljettu ekosysteemi.

”Lineaarinen yhteys”

Tutkijat käyvät aivan aseman lähellä sijaitsevilla säkeillä monta kertaa päivässä ottamassa näytteitä. Vedestä mitataan kaikki mitä mitattavissa on. Suomalaiset merentutkijat hyötyvät myös hankkeesta. Esimerkiksi tutkimus- ja kehitysinstituutti Aronian ja Åbo Akademin tutkijat selvittävät happamoitumisen vaikutuksia eläinplanktoniin ja itämerensimpukkaan.

Ainoa asia, mitä säkkeihin lisätään, on hiilidioksidi. Joissakin kasseissa happamuus eli pH vastaa merien happamuutta muutaman vuosikymmenen päästä, jos hiilidioksidipäästöt ilmakehään jatkuvat ennusteiden mukaan. Hiilidioksidin vaikutus happamuuteen on sinänsä hyvin tunnettu ja suoraviivainen yhtälö.

Hiilidioksidipitoisuudet vaihtelevat säkkien välillä. Happamimmassa säkissä hiilidioksidipitoisuus vastaa sitä, mitä se on merissä 2100-luvulla.

Alkukesä on ollut Hangossakin viileä, eikä sinilevä ole vielä juuri vaivannut kesänviettäjiä Suomen merialueilla.

Säkeissäkään ei näy vielä mitään vedenpinnan vihreäksi värjääviä kukintoja. Ensimmäisten havaintojen perusteella näyttäisi kuitenkin siltä, että hiilidioksidi todellakin lisää sinilevän määrää.

”Yhteys on lineaarinen”, Geomar-merentutkimuslaitoksen tutkija Kai Schulz sanoo.

Mitä enemmän säkissä on hiilidioksidia, sitä enemmän siellä on myös sinilevää.

Jos yhteys on olemassa, ravinnepäästöjä vesiin tulee vähentää entistäkin enemmän – ainakin jos sinileväongelma halutaan pitää kurissa myös tulevaisuudessa. Toisaalta sinileväongelma on yksi lisäsyy hiilidioksidipäästöjen vähentämiseen.

Veden lämpötila, happamuus ja hiilidioksidipitoisuus on helppo mitata luotettavasti laitteilla. Bakteerien laskeminen mikroskooppikuvasta on silti aina hieman subjektiivista. Tutkijalle voi syntyä houkutus nähdä petrimaljalla jotakin, mikä vahvistaa hänen ennakkokäsityksensä.

Merentutkijat ovat menetelmissään yhtä tiukkoja kuin lääketutkijat hoitokokeissaan. Tulkinnanvaraisinta työtä mikroskoopin varassa tekevät tutkijat työskentelevät ”sokkona”, eli he eivät saa tietää, mikä näyte on happamasta ja mikä vähemmän happamasta säkistä.

Mesokosmos – iso säkki meressä

Kun tutkijat jäljittelevät todellista, luonnossa esiintyvää ekosysteemiä pienessä mittakaavassa, laboratoriossa, puhutaan usein mikrokosmoksesta. Makrokosmoksella taas voidaan tarkoittaa todellista luontoa.

Mesokosmos on jotakin siltä väliltä: todella mittava koejärjestely, esimerkiksi kymmenien kuutiometrien säkki meressä. Mesokosmoksen asentamiseen tarvittiin iso laiva nostureineen.

Säkkitutkimus Itämerellä on poikkeuksellisen suuri hanke. Tvärminnessä on koko kesän kymmeniä saksalaisia tutkijoita, ja asema on käytännöllisesti katsottuna täynnä. 110 vuotta täyttävä Tvärminnen asema sai hankkeen, koska tämän mittakaavan tutkimusta ei olisi voinut tehdä käytännössä missään muualla, kertoo hankkeen logistiikasta vastannut Andrea Ludwig Geomar-merentutkimuslaitoksesta.

Hangossa tutkimusasemalle kulkee tie, sopivia merialueita on aivan aseman vieressä, majoituskapasiteetti riittää.

”Ja täällä on sinilevää joka vuosi”, Ludwig naurahtaa.