Stockholms universitet logo, länk till startsida

Östersjöns algblomningar iscensätts i ny forskning

Stora ansamlingar av cyanobakterier, som gynnas av havets uppvärmning och förs mot kusten av vinddrivna och turbulenta strömmar, är inte bara en olägenhet som stör sommarplanerna längs Östersjökusten. De förbrukar syre vid nedbrytning, kan vara giftiga för människor och djur och kan dessutom påverka vattenkvalitet. I ett nytt tvärvetenskapligt projekt ska forskare reda ut kopplingen mellan fysiska och biologiska processer kring algblomningarnas utbredning och ta fram verktyg som kan förutse hur de förändras i ett varmare klimat.

Algblomning i Östersjön
Algblomningar är en vanlig syn i Östersjön. Ett nytt forskningsprojekt ska reda ut kopplingen mellan fysiska och biologiska processer kring deras utbredning. Foto: Johan Bjurer/Mostphotos

Det är hårda vindar som utmanar forskningsexpeditionen när högteknologiska driftmätare ska sjösättas i havet utanför Askölaboratoriet en sensommardag. Det är sex stycken halvmeter stora vita bioplastbehållare, försedda med GPS:er, vars främsta uppgift är att följa Östersjöns strömmar. Under de kommande veckorna ska dessa driftmätare ge forskare en bild av hur plankton, näringsämnen eller miljögifter rör sig och sprids i Östersjön. 

– Man kan säga att vi låtsas att varje driftmätare är en partikel, t.ex en ansamling av cyanobakterier och man räknar på hur snabbt de sprider sig från varandra, berättar Inga Koszalka, studiens projektledare och lektor i fysisk oceanografi vid Meteorologiska institutionen vid Stockholms universitet. 

Varje kvart skickar driftmätarna en signal som gör att hon vet exakt var de befinner sig. Rörelsemönstret jämförs sedan med havsmodeller och sannolikhetsprognoser från bland annat Copernicus Marine Service där SMHI medverkar.

Forskaren Inga Koszalka och hennes kollegor hoppas kunna utveckla modeller som bättre kan förutse utbredningen av algblomningar i Östersjön.
 

Vill förutse framtidens algblomningar 

Den större planen för studien är att kunna utveckla dessa modeller för att förutse hur algblomningar breder ut sig både i närtid och i en mer avlägsen framtid. Något som idag saknas.

– Det görs flera större övervakningsinsatser av algblomningar idag, bland annat av SMHI, men det finns i nuläget inga verktyg för att kunna förutspå förändringar eller göra riktade prognoser, menar Inga Koszalka.

Förhoppningen är att kunna ta fram ett nytt sådant verktyg vilket, enligt Inga Koszalka, är användbart ur flera perspektiv. Förutom en generellt ökad kunskap kan man koppla på kartor som visar sannolikheten för algblomningar och vilka konsekvenser eller risker de kan medföra i olika kustnära områden. Bland annat myndigheter som driver badplatser, turistföretag, fiske och inte minst vattenrening, skulle kunna dra nytta av detta.

– Den varma sommaren 2018 ledde algblomningar till att flera badplatser stängdes och att driften av bräckvattenverk, som producerar dricksvatten genom avsaltning, stördes. Extrema algblomningar hänger ihop med högre temperatur i havet och spridningen påverkas i stor grad av havsströmmar. Vi vill utveckla matematiska modeller för cyanobakterier, för att kunna svara på om framtidens förändrade klimat innebär mer blomningar; man simulerar därför hur varje algblomning driver med strömmar och växer till av bland annat sol, värme och näring. säger hon. 

Liknande frågeställningar berör forskargrupper runt om i världen men Östersjöns särskilda förutsättningar med annorlunda biologiska processer, salthalter och cirkulation gör att man måste utveckla egna unika modeller för att förstå förändringarna.

Agnes Karlsson, Institutionen för ekologi, miljö och botanik. Foto: Annika Hallman/Stockholms universitet
 

Oceanografisk och ekologisk expertis förenas

Att se hur strömmar och vindar flyttar partiklar är oceanografens egna expertområde, men när Östersjöns biologiska processer också ska in i sammanhanget behövs den ekologiska kunskapen.

Inom det tvärvetenskapliga samarbetet Baltic Sea Fellows samarbetar Inga bland annat med Agnes Karlson, docent i marin ekotoxikologi vid Institutionen för ekologi, miljö och botanik, Stockholms universitet.

– För att få till dessa matematiska modeller behöver vi ta hänsyn till att cyanobakterier växer, förändras och sjunker, och hur de påverkar andra delar av ekosystemet, som fisk och musslor. I annan pågående forskning kan vi se att den vanligaste cyanobakterien inte är giftig utan faktiskt kan vara indirekt viktig för tillväxt av fisk genom att gynna djurplankton under sommaren, säger Agnes Karlson. Å andra sidan är ansamlingar av den giftiga arten troligen mindre bra för fisk.

– Östersjön är ett av världens bäst utforskade hav men inom det här området behöver vi fortfarande ta fram kunskap om grundläggande oceanografiska processer, och hur de hänger ihop med biogeokemiska processer, säger Inga och Agnes. Därför behövs det här samarbetet med experter inom numerisk havsmodellering, relevanta biogeokemiska processer och satellitmätningar av alger, och inte minst kontakt med samhällsaktörer. Tillsammans täcker vi alla hörn och kanter av den komplexa forskningsfrågeställningen kring algblomningar och dess konsekvenser.

 

Driftmätare på vift – och på grund

Ett par veckor har gått sedan sjösättningen och redan nu kan forskarna se data som tyder på att havsmodellerna håller, så att man kan gå vidare med nästa steg. Men experimentet har inte gått helt enligt plan.

– Ett par driftmätare som vi satte ut kraschade i Nyköping, som följd av stark vinddrift som rådde under de dagarna. Med kollegorna från Meteorologiska institutionen, Ole Martin Christensen and Joachim Dillner, och med hjälp av Askölaboratoriets personal, fick vi ordna en räddningsaktion för dem, och nu är de tillbaka i havet och provtar igen.

– Det visar sig att tidskalorna för strömmar är korta i det här området: det tar bara några dagar eller veckor för mätarna att nå kusten. Men detta framgår i modellsimuleringar också. Mina preliminära analyser tyder på att havsmodellerna faktiskt är bättre på drift än förväntat, så jag är inte alls besviken över att mätarna strandat, avslutar Inga Koszalka.

Text: Isabell Stenson

 

Fakta/DriftBloomClim

Driftmätningarna genomförs inom projektet DriftBloomClim som är ett samarbete mellan flera enheter vid Stockholms universitet. Syftet är att utvärdera hur bra de befintliga havsmodellerna beräknar havsströmmar och driftmönster, och hur bra man kan förutse hur flytande partiklar, som exempelvis alger och olja sprider sig. Som uppföljning av studien planerar man att utveckla skräddarsydda drivande algmodeller för riktiga algblomningsprognoser. 

I studien ingår forskare och finansiering från: