Lämpöaallot uhkaavat Itämeren herkkää ekosysteemiä – pahimmillaan veden lämpeneminen voi johtaa massakuolemiin ja metaanin vapautumiseen

Lämpöaallon vaikutuksista ei vielä tiedetä paljoa. Vuonna 2018 pitkän lämpöaallon kuitenkin huomattiin tappaneen suuria määriä sinisimpukoita.

Itämeri
Tvärminnen eläintieteellinen asema
Joanna Norkko ja Norman Gobeler mittasivat pintaveden lämpötilaa perinteisin välinein Tvärminnen edustalla.Markku Pitkänen / Yle

Itämeressä on tänä vuonna mitattu poikkeuksellisen pitkä ja voimakas lämpöaalto.

Joulukuussa alkanut ja heinäkuuhun asti kestänyt lämpöaalto johti siihen, että Tvärminnen eläintieteellisellä asemalla Hangossa mitattiin juhannuksen jälkeen lähes 15 asteen lämpötilat 30 metrin syvyydestä.

Lämpötila on Tvärminnen 94 vuoden mittaushistorian uusi ennätys.

Itämeriekologian professori Alf Norkon mukaan ei ole sinänsä yllättävää, että meri oli tavallista lämpimämpi lauhan talven jäljiltä. Tarkempi analyysi on kuitenkin osoittanut, että lämpöaalto on ollut hyvin poikkeuksellinen sekä kuumuudessaan että kestossaan.

Meri on lämmennyt nopeasti 1990-luvulta lähtien. Noin kahden asteen keskilämpötilan nousu vain 30 vuodessa voi johtaa siihen, ettei herkkä ekosysteemi ehdi sopeutua muutokseen.

Edellinen suuri lämpöaalto havaittiin vuonna 2018, jolloin pintaveden lämpötilat nousivat jopa 28 celsiusasteeseen ja neljän metrin syvyydessä 25 asteeseen.

Sukeltajat huomasivat silloin lämpöaallon tappaneen suuria määriä sinisimpukoita matalammissa rantavesissä.

merirokko kahmii ruokaa
Merirokon toukat ovat lähteneet tänä vuonna liikkeelle viikkoja normaalia aikaisemmin. Arkistokuva vuodelta 2015.Yle/Minttu Heimovirta

Tänä vuonna on huomattu, että kasviplanktonin kukinta alkoi normaalia aikaisemmin. Myös merirokon toukat ovat lähteneet liikkeelle jo viikkoja aikaisemmin kuin yleensä.

– Lämpöaalto on kuin merellä olisi kuume. Eliöiden sietokyky voi ylittyä jopa asteen muutoksesta, Alf Norkko toteaa.

Meren lämpeneminen voi vaikuttaa myös veden happi- ja suolapitoisuuksiin. Elämä Itämeressä on tottunut selviämään haasteellisessa noin kuuden promillen suolapitoisuudessa. Jo promillen muutos voi hävittää monia merellemme tyypillisiä lajeja.

– Vaikka me käsitämme, että suuria muutoksia on käynnissä ja tiedämme mittaustuloksia kentältä, vaikutuksia ei vielä ymmärretä. Sen takia olemme aloittaneet uutta tutkimusta, Alf Norkko kertoo.

Lämpöaalto on nyt loppunut. Kaikki vaikutukset eivät todennäköisesti näy vielä meressä, vaan niitä voidaan havaita vasta tulevaisuudessa.

Tvärminnen eläintieteellinen asema
Laura Kauppi ja Norman Gobeler esittelevät aseman tutkimusakvaarioita.Markku Pitkänen / Yle

Pohjamutaa viedään laboratorioon

Syksyllä alkavassa tutkimuksessa meren mutaa nostetaan pohjasta ylös ja viedään akvaarioihin aseman laboratorioon.

Laboratorio-oloissa voidaan tutkia lämpötilan vaikutuksia tärkeisiin pohjaeläimiin. Kuten lierot ja muut hajottajat maalla, ovat usein huomaamattomat merenpohjien asukkaat erittäin tärkeitä ekosysteemin toiminnan ja ravinteiden kierron kannalta.

Tutkijat Tvärminnessä kehittävät myös merenpohjaan asennettavia tankkeja, joissa samoja kokeita voitaisiin toteuttaa kenttäolosuhteissa.

Kokeessa pohjaeläimiä altistetaan toistuville lämpöaalloille, jotta huomattaisiin elpyvätkö ne nopeista muutoksista.

Tutkija Laura Kauppi on huomannut pitkäaikaisen kehityksen vaikuttaneen jo itämerensimpukoihin dramaattisesti.

Asemalla on tutkittu simpukoita jo 1920-luvulta alkaen. Vuosikymmenten datan vertaaminen viime vuosien näytteisiin on osoittanut, että simpukoiden elinikä on lähes puolittunut.

"Terveessä meriekosysteemissä voisi olla hiilinielu, mutta sen sijaan Itämeri on nyt hiilen lähde."

Alf Norkko, professori Tvärminnen eläintieteellinen asema

Simpukat lisääntyvät useammin, sillä ravintoa on enemmän ja noussut lämpötila sopii niiden kutemiseen.

Lämpötilan nousu kuitenkin johtaa pohjaeläinten passivoitumiseen. Silloin ne eivät tongi pohjasedimenttiä hapettaen sitä.

Uhkana on merenpohjan kuolema ja eloperäisen aineen mätäneminen, joka synnyttää metaania. Eloperäistä ainesta on vuosien varrella kertynyt pohjalle paljon hallitsemattoman rehevöitymisen takia.

– Terveessä meriekosysteemissä voisi olla hiilinielu, mutta sen sijaan Itämeri on nyt hiilen lähde, Alf Norkko sanoo.

Tvärminnen eläintieteellinen asema, tutkija Laura Kauppi
Veden lämmön vaikutusta happipitoisuuteen voidaan mitata laboratorio-oloissa tehokkaasti.Markku Pitkänen / Yle

Matalikoilta vapautuva metaani päätyy liki sellaisenaan ilmakehään

Jos lämpötilan nousu johtaa siihen, etteivät eläimet enää hajota ainesta yhtä paljon, jää massa mätänemään merenpohjaan.

Happipitoisessa vedessä metaani ei pääse kuplimaan pohjamudasta, mutta jos lämpöaalto johtaa merenpohjan hapettomuuteen, kaasut purkautuvat.

Itämeren syvänteet ovat jo nyt monin paikoin kuolleita. Alf Norkon mukaan matalista rannikkovesistä vapautuva metaani on kuitenkin ongelmallisempaa, sillä se ei ehdi hapettua matkalla, vaan pääsee sellaisenaan ilmakehään.

Rannikkovesien merkitystä metaanipäästöihin ei ole aiemmin tutkittu paljoa. Tvärminnessä aloitetaan uusia mittauksia lähitulevaisuudessa.

Aiemmin merta uhannut rehevöitymiskehitys saatiin vuosien ahkeralla työllä loivenemaan, mutta lämmön vaikutukset uhkaavat nyt siis vesittää tulokset.

Leudot talvet johtavat myös siihen, että pelloilta pääsee sateiden mukana entistä enemmän ravinteita mereen.

Tvärminnen eläintieteellinen asema
Joanna Norkko ja Tvärminneen viime vuonna saatu tutkimuskatamariini Augusta.Markku Pitkänen / Yle

Itämeri on vain osa maailmanlaajuista ongelmaa

Meren lämpöaallot ovat ongelma, joka vaivaa Itämeren lisäksi useita, ellei kaikkia, muitakin maailman meriä.

Joanna Norkko kertoo, että vastaavia lämpöaaltoja on havaittu esimerkiksi Australiassa ja Kaliforniassa. Ilmastonmuutos on vaikuttanut merivesien nopeaan lämpenemiseen ympäri maailman.

Yhteistä lämpöaaltojen tutkinnassa ympäri maailman on aukko datassa. Paikallista tietoa lämpökehityksestä on vähäisesti.

Yksi Itämerta eteläisemmistä meristä erottava tekijä on kuitenkin talvi. Ennen joulua alkanut lämpöaalto tarkoitti sitä, että meressä oli ajankohtaan nähden poikkeuksellisen helteistä yli talven.

Talvisia lämpöaaltoja ei välttämättä havaita ilman aktiivista mittausta, sillä niiden vaikutukset ovat vähäisempiä. Meren tulokaslajeja talvien lämpeäminen kuitenkin hyödyttää.

– Tulokaslajien suhteen on osoitettu, että lämpimät talvet edesauttavat niiden selviytymistä, siinä kesän helleaallot eivät ole yhtä merkittäviä. Ulkona voi olla nyt kaikkea sellaista, minkä olisi pitänyt kuolla talven aikana, Joanna Norkko kertoo.

Tvärminnen eläintieteellinen asema
Kuvan keltainen poiju on nimeltään "Höytylaivalaituri". Yleisö pääsee tarkastelemaan sen ja kolmen muun mittauspoijun dataa Monicoast-projektin sivuilta.Markku Pitkänen / Yle

Data-aukkoa paikataan nyt ahkerasti myös Itämerellä. Tvärminnen rannikko-observatorio Monicoast (siirryt toiseen palveluun) lähettää lähes reaaliaikaista dataa verkkoportaaliin, josta aiheesta kiinnostuneet voivat seurata esimerkiksi veden lämpötilaa ja suolapitoisuutta.

Muutos on merkittävä, sillä vaikka mittauksia on tehty asemalla jo lähes 100 vuotta, ei aikoinaan uutta tietoa saatu kuin kymmenen päivän välein.

Meren lämpötila ja suolapitoisuus voivat muuttua jopa päivittäin, siksi muuttujia on tärkeä seurata mahdollisimman aktiivisesti, että niiden vaikutuksiin päästään paremmin kiinni.

Lue myös:

Ovatko nämä kuvat todella Suomen vesiltä? Kyllä ovat, ja ne kertovat ilosanomaa Itämeren pohjasta: kaikki ei ole vielä mennyttä

Pelastaako hiiliviljely Itämeren? Meren suojelija Ilkka Herlin ja MTK näkevät mahdollisuutena – mutta siihen ei vielä viljelijöitä kannusteta