Övergödningen av Östersjön har tydliga negativa effekter, som döda bottnar och massiva blomningar av cyanobakterier. Men en hög planktonproduktion kan också ha vissa positiva effekter på försurningen. Forskare vid Göteborgs universitet har visat att det går att räkna på de sammanlagda effekterna av olika miljöåtgärder.
– Miljötillståndet i Östersjön påverkas av många olika processer samtidigt och på flera olika tidsskalor. Matematiska modeller är de enda verktygen som kan avgöra den relativa betydelsen av sådana processer. Jag har varit med och utvecklat en matematisk modell för Östersjöns marina system. Den här typen av modelleringsverktyg kan och bör bidra som beslutsunderlag rörande miljöåtgärder i området, säger Erik Gustafsson vid Institutionen för geovetenskaper, Göteborgs universitet.
Sedan 1960 har i medeltal 50 000 kvadratkilometer av Östersjöns djupvatten präglats av ett tillstånd där syrgashalten är så låg att högre livsformer antingen överger området eller kvävs. Arean av syrefattiga områden kan variera betydligt från år till år, men drygt 100 år av mätningar visar att det överlag rådde betydligt bättre förhållanden i djupvattnet under förra seklets första hälft.
Syrgasförhållandena styrs både av naturliga processer och av mänsklig påverkan. På grund av en tydlig salthaltsskiktning och ett begränsat vattenutbyte genom de trånga danska sunden är en stor del av Östersjöns djupvatten tidvis isolerat. Samtidigt förbrukas syre på grund av nedbrytningen av organiskt material. Mängden organiskt material har, beroende på mänskliga aktiviteter, ökat markant under andra hälften av 1900-talet.
– Den övergripande frågeställningen i min avhandling rör i vilken omfattning Östersjöns försämrade miljötillstånd kan kopplas till förändringar i klimatet och i vilken omfattning den ökade tillförseln av näringsämnen har påverkat situationen.
Modellresultat visar att naturliga variationer i klimatet har stor betydelse för syrgastillståndet i Östersjöns djupvatten på tidsskalan tiotals år. Men, man kan däremot inte se någon tydlig effekt över längre tidsskalor. Den markanta försämringen av syrgasförhållandena i djupvattnet under nittonhundratalet beror i stället till en övervägande del på våra utsläpp av näringsämnen till havet.
Utöver de fysikaliska, kemiska och biologiska processer som är avgörande bland annat för områdets planktondynamik, så har Erik Gustafsson också inkluderat det marina kolsystemet i sin modell.
– Det innebär bland annat att man nu kan beräkna långtidsvariationer av surheten i havet. Min modell möjliggör alltså att framtida positiva effekter av en reducerad näringstillförsel kan vägas mot övergödningens dämpande effekt på försurning. Detta är en viktig fråga då koldioxidhalten i atmosfären väntas öka under 2000-talet, och ett kraftigt sänkt pH kan ha en avgörande betydelse för ekosystemet, säger Erik Gustafsson.
Avhandlingen The Baltic Sea marine system – human impact and natural variations försvarades vid en disputation den 1 oktober 2010. Professor Anders Omstedt har varit handledare.
Länk till avhandling: http://hdl.handle.net/2077/22777
