I ett varmare klimat förväntas cyanobakterieblomningarna i Östersjön öka. Men dessa blomningar kan också påverka jordens klimat genom gaser som de avger till atmosfären.

– Det vi upplever som den typiska ”havslukten” är en kombination av flyktiga organiska föreningar, så kallade VOC:er, förklarar Sneha Aggarwal, doktorand vid Institutionen för miljövetenskap vid Stockholms universitet. Vi försöker ta reda på vilka specifika ingredienser som ingår denna lukt.

VOC:er är en stor grupp ämnen och vissa av dem kan ha skadlig inverkan på luftkvaliteten på marknivå. Dessutom kan vissa VOC:er bilda aerosoler, som i sin tur bidrar till molnbildning. Beroende på molnens egenskaper och deras höjd kan de antingen kyla klimatet (genom att blockera solstrålning) eller bidra till uppvärmning (genom att lagra värme i atmosfären).

– Den största osäkerheten i klimatmodellerna gäller effekterna av aerosoler och moln, säger Matt Salter, som är aerosolfysiker och forskare specialiserad på växelverkan mellan hav och atmosfär vid Institutionen för miljövetenskap vid Stockholms universitet.

 – Vi har en god förståelse av konsekvenserna av att släppa ut växthusgaser i atmosfären, men effekterna av aerosoler, och VOC:er som bildar aerosoler, är fortfarande relativt osäkra. Att öka kunskapen inom det här området är avgörande för att kunna förutsäga framtida klimat.

Matt Salter och Snega Aggarwal ombord på R/V Electra. Foto: Lisa Bergqvist

Forskning saknas om kustmiljöer

Under de senaste decennierna har det bedrivits omfattande forskning om utsläppen av VOC:er från miljöer på land, berättar Matt Salter. Utsläppen från havet, och i synnerhet kustregionerna, är däremot fortfarande relativt outforskade. Att börja fylla dessa kunskapsluckor är målet för forskningsprojektet Cyano-VOC, som leds av Matt Salter och Sneha Aggarwal tillsammans med mikrobiologen Elias Broman från Institutionen för ekologi, miljö och botanik vid Stockholms universitet.

 – Vårt huvudsakliga intresse ligger i att förstå de utsläpp som kommer från cyanobakterieblomningar i Östersjön, förklarar Sneha Aggarwal. För att göra det så genomför vi mätningar både inom blomningen, i områden utanför blomningen och under resan till blomningen. Vi jämför också olika stationer med varierande intensitet av blomning för att undersöka skillnaderna i utsläpp och vilken effekt de kan ha på kemin i atmosfären.

Unika mätningar till havs

För att mäta VOC:er har Matt Salter och Sneha Aggarwal utrustat forskningsfartyget Electra med en avancerad masspektrometer. Processen innebär att havsvatten pumpas ombord på fartyget och passerar genom en sluten tank, där de avgående gaserna samlas upp och sedan leds till masspektrometern, där föreningarna separeras och detekteras.
Aktiviteten i tanken kan övervakas i realtid på en display, men för att identifiera vilken specifik förening som en topp på signalen motsvarar krävs en grundlig dataanalys. Analysen är en tidskrävande process som genomförs i flera steg och som väntas ta forskarna flera månader.

 – Vi är bland pionjärerna när det gäller att ta med masspektrometern ombord på ett fartyg för att göra sådana här mätningar, förklarar Matt Salter. Därför kan vi inte direkt avläsa vad vi ser på displayen, genom att till exempel jämföra med databaser, eftersom sådana databaser inte existerar ännu. Men varje gång vi gör den här typen av undersökning kommer vi att ha fått bättre förståelse för vilka föreningar vi kan förvänta oss att hitta, vilket kan göra det möjligt att identifiera dem snabbare.

Havsvattnet pumpas genom en tank och de gaser som avges skickas vidare till masspektrometern. Foto: Lisa Bergqvist

Kombination av tekniker nödvändig

Eftersom forskarna inte bara är intresserade av allmän information om VOC-utsläppen från havet, utan också av att förstå hur utsläppen varierar beroende på graden av övergödning och vilka specifika arter av plankton och cyanobakterier som finns i vattnet, måste den masspektrometriska analysen kombineras med annan provtagning. Bland annat mäter de klorofyllnivåerna i vattnet och tar filterprover som ska genomgå genetisk analys med hjälp av så kallade "omic"-tekniker.

 – Tillsammans kan den här informationen ge oss insikter om hur koncentrationerna av VOC påverkas av mängden cyanobakterier och andra mikroorganismer i vattnet, och hjälpa oss att identifiera vilka VOC:er som kan hänföras till specifika arter, säger Matt Salter. 

 – Sammantaget kan den här kunskapen bidra till att minska den osäkerhet som fortfarande finns i klimatmodellerna, och lägga ytterligare en pusselbit till hur övergödning av havet påverkar klimatet.

Text och foto: Lisa Bergqvist