Itämeren rannikon matalista vesistä on mitattu tänä ja aikaisempina kesinä jopa yllättävän korkeita ilmastoa voimakkaasti lämmittäviä kaasupäästöjä.
Tutkijoiden mukaan päästöt kasvavat voimakkaasti veden lämmetessä. Korkeita pitoisuuksia on mitattu muun muassa elokuussa, kun rannikkovedet olivat ajankohtaan nähden lämpimiä.
Kyse on ilmastonmuutoksen voimistamista ja yleistyvistä lämpöaalloista, jotka kiihdyttävät meren kemiallisia ja biologisia prosesseja.
Etenkin korkeat metaanipitoisuudet ovat uusi esimerkki ilmaston historiallisen nopeasta lämpenemisestä Suomen leveysasteilla sekä sen vaikutuksista matalassa ja herkässä Itämeressä.
Lämmön nousu vaikeuttaa tutkijoiden mukaan meren tilan parantamista ja mahdollisuuksia hillitä ilmastonmuutosta.
Rannikon lämpöpiikit aiheuttavat isoja muutoksia
Päästöjen havaitseminen ei sinänsä yllätä tutkijoita. Vastaavaa on havaittu lämpenemisen yhteydessä muun muassa Siperian sulavilla matalilla rannikkoalueilla. Samoin kuin Itämeren rannikolle, Jäämeren rannoille virtaa paljon eloperäistä maa-ainesta mantereelta, mikä kuollessaan aiheuttaa hapen puutetta pohjassa ja vapauttaa metaania.
Korkeita lämpötiloja, jolloin vesi lämpenee syvemmälläkin lähes 30 asteeseen, on totuttu näkemään trooppisilla merillä. Tosin tänä vuonna yli kymmenen kertaa syvemmällä Välimerelläkin on mitattu pitkän hellejakson aikana 30 asteen lämpötiloja.
Helsingin yliopiston Itämeren tutkimuksen professori Alf Norkon mukaan Itämerellä koetaan lämpenemisen vaikutukset eturintamassa. Itämeri on poikkeuksellisen saaristoinen ja matala merialue, jossa muun muassa lämpötilamuutokset ovat nopeita.
Niin Välimerellä kuin Itämerellä yleistyvät ja voimistuvat lämpöpiikit sotkevat eläin- ja kasvikuntaa. Tutkimusten mukaan lämpeneminen ja sen aiheuttama happivaje suosivat esimerkiksi yksivuotisia levälajeja.
Nämä taas tahollaan vievät noidankehään, jossa levätilanne pahenee ja metaanipäästöt lisääntyvät. Yksivuotiset viherlevät muodostavat levämössöä ja esimerkiksi tukahduttavat kuollessaan pohjalla muuta elämää.
– Todennäköisyys sille, että meri on muuttumassa lähteeksi kasvaa koko ajan merialueen häiriintymisen myötä, sanoo Norkko kasvavista ilmastopäästöjen riskeistä.
Rehevöityneet pohjat pahimpia päästölähteitä
Käynnissä oleva Helsingin yliopiston ja Tukholman yliopiston tutkimushanke sai tavallaan alkunsa vuoden 2018 korkeista lämpötiloista ja metaanilukemista. Lämpötilat nousivat paikoin trooppisiin lukemiin syviä pohjia myöden.
2018 lämpö oli tiettävästi liikaa merentilan seurannan kannalta tärkeälle sinisimpukalle ja toiselle avainlajille, meriajokkaalle. Helsingin yliopiston Tvärminnen tutkimusaseman seurantatietojen mukaan simpukan kanta ainakin tutkimusaseman edustan matalissa vesissä häiriintyi ja näytti taantuvan.
Edes avainlajeja ei kuitenkaan seurata Tvärminnessä niin säännöllisesti, jotta tutkijat voisivat kertoa tarkemmin lämpöpiikin laajemmista vaikutuksista avain- ja muille lajeille.
Sen kuitenkin tutkijat tietävät, että korkeimpia metaanipitoisuuksia vapautuu paikoista, joissa pohjat ovat huonossa kunnossa ja rehevöityminen on pahinta.
Vuoden 2018 pitkän lämpöjakson aikana metaanimäärät Tammisaaren ja Tukholman saaristossa vastasivat pitoisuuksia, joita syntyy esimerkiksi Aasian riisipelloilta tai ikiroudan sulamisesta Siperiasta. Riisinviljely on isoimpia maatalouden metaanilähteitä.
Tutkijat selvittävät parhaillaan tarkemmin muun muassa sitä, kuinka syvältä merestä metaani vapautuu lisäämään ilmakehän jo ennestään mittaushistorian korkeimpia pitoisuuksia. Metaani voi ennättää hapettua matkalla pintaan.
Tutkimushankkeen aikana tehdään myös arvio siitä, kuinka paljon koko Itämeren huonokuntoisista pohjista vapautuu metaania ja voidaanko sen vapautumista estää tai hidastaa.
– Luulen, että rannikon huonokuntoiset pohjat ja isot metaanipäästöt voivat vaikuttaa koko Itämeren hiilitaseeseen niin, että alue on kokonaisuudessa päästölähde kun rannikot eivät sido niin hyvin hiiltä, ennakoi professori Christoph Humborg, Tukholman yliopiston Itämerikeskuksen tieteellinen johtaja.
Humborg sanoo, että tällä hetkellä suurin osa tutkijoista arvelee, että Itämeri on hiilineutraali. Ilmastopäästöt ja nielut ovat silloin samansuuruiset. Maailman meret ovat metsien ohella tärkeitä hiilinieluja ja ne ovat imeneet tähän mennessä suurimman osan liika lämpenemistä aiheuttavasta hiilidioksidista.
Leväongelma toi hiiliongelman
Ilmasto olisi lämmennyt ilman meriä jo enemmän kuin nyt. Merien merkitystä ilmastonmuutoksen yhteydessä on tutkittu silti pääasiassa syvemmissä merissä. Edes syvempien merialueiden osalta tutkijat eivät tiedä tarkemmin, kuinka paljon maailman meristä lopulta vapautuu metaania.
Metaanin samoin kuin toisen voimakkaan kasvihuonekaasun, typpidioksiduulin, päästöjä pidetään meriin luontaisesti kuuluvina.
Alf Norkon mukaan ainakin Itämeren rannikon metaanipäästöjen taustalla vaikuttavat pääasiassa maataloudesta syntyvät ravinteet ja muu eloperäinen aines. Ravinteet ovat lisänneet leväkukintoja. Maalta kertyvän eloperäisen aineksen lisäksi kuolleet leväkasvustot aiheuttavat paikallisia metaani- ja hiilidioksidipäästöjä meressä.
Liian suuret ravinnemäärät ovat johtaneet Itämeren useiden tutkijoiden mukaan meren syvistä ja kuolleista pohjista kumpuavien ravinteiden takia niin sanottuun takalukkoon ja pitkään noidankehään. Ilmastonmuutos tuo aikaisempien ravinneongelmien päälle uuden kehän, kun meri lämpenee ja kasvukauden jälkeiset sateet lisäävät ravinnevalumia pelloilta.
– Leväkukinnat ovat lisääntyneet paljon rehevöitymisen myötä. Tämän takia meillä on hiiliongelma (metaanipäästöt) rannikkoalueilla, Norkko kertoo havainnoista.
Tutkijoiden laitteilla pystytään näkemään metaanin hiiliajoituksella sen ikä. Niillä nähdään esimerkiksi se, että paikallisten leväkukintojen lisäksi Tammisaaren edustalla pitoisuuksiin vaikuttaa muun muassa vuosikymmeniä sitten paikalliselta paperitehtaalta yli 50 kilometrin päästä mereen kulkeutuneet päästöt.
Matalien merivesien tutkimista varten Helsingin yliopiston Tvärminnen tutkimusaseman yhteyteen on asennettu muun muassa laitteita, jotka seuraavat hiilen muutoksia reaaliajassa meressä ja ilmassa. Tutkimuskokonaisuus on harvinainen maailmassa ja vastaavaa on tehty aikaisemmin vain metsissä.
Leviä ruokkivien ravinteiden vähentämistä tarvitaan lisää
Helsingin ja Tukholman yliopistojen tutkijat tietävät jo nyt, että meren pohjan tilalla on ratkaiseva merkitys ilmastopäästöille.
Lämpimät ja huonokuntoiset pohjat näyttävät lisäävän päästöjä ja vähentävät jopa merkittävästi Itämeren mahdollisuuksia sitoa ylimääräistä hiiltä.
Professori Humborg uskoo, että tilannetta voidaan parantaa nopeimmin, jos rehevöitymistä aiheuttavia ravinteita saadaan vähennettyä lisää. Itämerikeskuksen mallien mukaan näitä etenkin pelloilta karkaavia ravinteita pitää vähentää jo sen takia, ettei lämpeneminen pahenna nykyistä tilannetta.
– Itämeri on huonossa kunnossa, mutta rannikon tilaa on saatu jo parannettua. Jos saamme esimerkiksi hiilensidonnan kannalta tärkeitä meriajokasniittyjä kasvamaan, hiilensidonta voi parantua selvästi, Humborg sanoo.
Humborghin mukaan joissain tutkimuksissa on havaittu, että rannikkovesien hiilensidontakyky voisi olla suurempi kuin Suomen tai Ruotsin metsissä. Hehtaaria kohden meri voisi hyvissä olosuhteissa sitoa Humborghin mukaan jopa kymmenen tonnia hiiltä. Myös metsissä sidontakyky vaihtelee, mutta arvion mukaan hehtaari suomalaista puustoa sitoo vuodessa keskimäärin tonnin hiiltä.
Meriajokasniityt voivat elää tavallisesti kymmeniä vuosia ja sitoa hyvin hiiltä Itämeressä. Meriajokasniittyjen kasvussa ja hiilensidontakyvyssä on tutkimusten mukaan kuitenkin havaittu suuria eroja. Niihin vaikuttavat muun muassa alueen suolapitoisuus ja pohjien rakenne.
Kuten meriajokasniittyjen menestymisestä ja hiilensidonnasta, myös Itämeren metaanipäästöistä on haastavaa tehdä suurten vuorokausi- ja vuodenaikojen vaihteluiden takia yleisempiä arvioita.
Tuloksia voitaisiin jatkossa hyödyntää esimerkiksi Itämeren suojelutyössä ja ilmastonmuutoksen hillinnässä.
Lue myös:
Itämeren tila ei saavuta fosforin takia merenhoidon tavoitetta vuoteen 2027 mennessä
Ilmastonmuutos vie merivedestä hapen – sadat merialueet muuttuneet viime vuosina hapettomiksi
Ainutlaatuinen Selkämeri on muuttunut soiden ojitusten takia ongelmamereksi
Metaanin määrä ilmakehässä kasvaa ennätysvauhtia – tarkkaa syytä nopeaan kasvuun ei tiedetä