Forskare i Tvärminne simulerar värmeböljor med hjälp av golvvärme: ”Att kunna göra det på havsbottnen är helt unikt”

Forskare i Tvärminne har byggt värmekammare på havsbottnen där de kan studera hur temperaturökningar påverkar ekosystemen. Den unika konstruktionen gör det möjligt att undersöka havets värmeböljor under en längre period i en naturlig miljö.

På Tvärminne zoologiska station i Hangö görs ett unikt experiment där forskarna testar hur värmeböljor påverkar havsbottnens ekosystem. Experimentet utförs med hjälp av uppvärmda kammare som placerats på havsbottnen.

Kamrarna värms upp med ett golvvärmesystem där de vattenfyllda rören är tvinnade längs med kamrarnas insida. Forskarna kan sedan justera värmen i kamrarna i förhållande till vattnets temperatur så att de simulerar en värmebölja.

– Det här är något som inte gjorts tidigare ute i naturen. Det är ganska lätt att höja temperaturen i ett akvarium men att kunna göra det också på havsbottnen är helt unikt, säger Joanna Norkko som är forskningskoordinator vid Tvärminne zoologiska station.

Forskaren Norman Göbeler berättar att det tagit fyra år att konstruera kamrarna. För två år sedan gjorde de ett metodtest där de utvecklade den här metoden att simulera värmeböljor på havsbotten. Metoden har nu granskats och visat sig fungera. Medan experimentet pågår samlar forskarna prover var femte dag.

– Vi tar vattenprover för att kolla olika näringsämnen och växthusgaser. Jag tror att vi tar ungefär 800 prover och samlar cirka 400 filter. Vi samlar också många sedimentprover, berättar Göbeler.

Det tar ungefär fem minuter att åka med båt från Tvärminne zoologiska station till den gråa flottan som flyter på havsytan ovanför de 20 kamrarna. Flera svarta ledningar går från flottan ner till kamrarna.

Professor Alf Norkko och Norman Göbeler är klädda i dykutrustning och redo att samla in vattenprover från kamrarna. Med ett plums lämnar de båten och dyker därefter ner under vattenytan. Det kommer att dröja ungefär en timme innan de återvänder med vattenproverna.

Vid varje dykning tar de tre prover från var och en av de 20 kamrarna. Vattenproverna tas med hjälp av sprutor som alla är numrerade för att underlätta jobbet för dykarna.

– Man måste röra sig väldigt försiktigt mellan olika kammare för det finns en massa ledningar, rör och annat som går till värmesystemet, säger Alf Norkko.

Ett liknande experiment gjordes 2021

Den här gången är experimentet lite annorlunda än det som gjordes 2021.

– Experimentet skiljer sig från det vi gjorde 2021 så att vi i det här upplägget också har vattenväxter med. På området där det görs finns det sandbotten men också sjögräsängar och andra växter, berättar Joanna Norkko.

Vi tror att när det kommer sådana här värmeböljor omvandlas kolsänkorna till kolkällor

Alf Norkko

Kamrarna är placerade så att en del av dem står på bart sandbotten, en annan del har lite växter i sig och resten mycket växter. Det gör att forskarna den här gången kan testa effekterna av värmeböljor på både bottendjur och växter. Under det senaste experimentet för två år sedan såg forskarna att värmeböljor hade effekt på bottendjuren.

– Det vi kunde se då var att när vi höjde temperaturen med ungefär fem grader gjorde det inte att musslor och maskar dog, men värmeböljan påverkade helt tydligt deras funktion, säger Joanna Norkko.

Experimentet undersöker inte enbart effekterna på bottendjur och växter utan också på sedimentet, det vill säga på havsbottnen. Även där kunde forskarna se vissa skillnader för två år sedan.

– Vi kunde se skillnader i hur mycket fosfor eller kväve som kom ut ur sedimentet eller for in i det, berättar Joanna Norkko.

Forskarna kunde alltså se redan för två år sedan att värmeböljor påverkar ekosystemens funktion. Nu förväntar de sig att se liknande resultat, eller kanske till och med större, eftersom det här experimentet varar längre och innefattar flera olika organismer.

– Sjögräsekosystemen som är väldigt utspridda på till exempel Hangö udd och många andra ställen i vår skärgård, är extremt viktiga och har en jättestor funktionell betydelse för Östersjöns ekosystem, berättar Alf Norkko.

Havet binder koldioxid

Orsaken till att intresset för just havsbottnens vegetation är stort är att det kan fungera som en viktig kolsänka. Ett välmående ekosystem på havsbottnen kan alltså eventuellt binda mer koldioxid än ett ekosystem som inte mår bra.

Genom att simulera värmeböljor på havsbottnen vill forskarna undersöka om värmeböljor påverkar havets förmåga att binda koldioxid.

– Vi tror att när det kommer sådana här värmeböljor omvandlas kolsänkorna till kolkällor, säger Alf Norkko.

Det har inte forskats så mycket i kopplingen mellan ett välmående kustekosystem och mångfalden av liv.

– Vi kan spekulera kring att ett friskt ekosystem är en jätteviktig kolsänka jämfört med ett icke friskt eller stört system, men att faktiskt ha siffror på det är jätteviktigt, säger Alf Norkko.

För att ta reda på om havsbottnen är friskt eller inte ska man mäta hur havsbottnen ser ut samtidigt som man mäter de dynamiska processerna som till exempel hur havsbottnen andas och hur mycket metan som som kommer ut ur den.

– Vi vet att till exempel områdena runt Ekenäs har varit ganska övergödda. Vi har haft en övergödning av våra kustområden under en lång tid så de är en nettokälla av till exempel metan och koldioxid, och det är inte bra, säger Alf Norkko.

En nettokolkälla i havet är inte bara dåligt för havsmiljön utan för hela klimatet. Klimatförändringen har accelererat de senaste decennierna och havets förmåga att binda koldioxid har varit en viktig broms för klimatförändringens utveckling.

– Våra världshav binder alltså 25-30 procent av all koldioxid som släpps ut och då vill vi ju att koldioxiden faktiskt binds i havet istället för att släppas ut därifrån eftersom det skulle försvåra de här omständigheterna, säger Alf Norkko.