Vattenytan höjdes kraftigt från den 24:e augusti och några dagar framåt, ett tydligt tecken på storm.

Sommarstormen som passerade in över Sverige den 24 augusti satte sina tydliga spår – i vattnet. I Byfjorden, där vi just nu genomför ett stort syresättningsexperiment, kunde vi registrera stormen på alla sätt på alla våra instrument. Både tryckgivare och strömförhållanden blev annorlunda. På ett djup av 13 meter, mitt på fjordtröskeln (rakt under E6 Sunningenbron) har vi en strömmätare installerad. Bilden här till vänster visar de senaste två veckornas strömmar in och ut ur fjorden i vattenkolumnen. Man ser tydligt att vattenytan höjdes kraftigt den 24 augusti och förblev hög under några dagar. Stormen pressade in vatten i fjorden och väl där inne kunde vattnet inte försvinna.

Om man studerar mönstret innan, efter och under själva stormen ser man stora skillnader. När det inte stormar är det en form av tvålagerströmning genom sundet, där vatten flödar in (röd) överst och ut (blå) nederst, eller tvärtom. På grund av stormen övergick dock strömmen till att bli barotop, alltså vattenståndsdriven och konstant hastighet genom vattenkolumnen. När stormen avtog återgick strömmarna till två lager.

Fräckt!

Forskningsfartyget Alice och pontonbryggan med syresättningspumparna i Byfjorden.

Experimentet med att syresätta djupvattnet i Byfjorden utanför Uddevalla har nu inletts. Pumparna är igång och två kubikmeter syresatt ytvatten pumpas ner varje sekund. Inom 9 månader har en volym motsvarande hela fjorden passerat genom rören. Förhoppningsvis har vi redan då sett tydliga effekter av metoden; inflöde av nytt syresatt saltvatten, förhöjda syrehalter i bottenvattnet, mindre fosfor i vattenkolumnen och svagare skiktning. Ett massivt kontrollprogram är också satt igång för att övervaka fjorden så att allt går rätt till. Två gånger per månad görs mätningar och en gång per kvartal görs ordentliga veckolånga sedimentundersökningar.

Det går att följa med i nära realtid (4 timmars fördröjning) via projektets hemsida där temperatur, salthalt och syrenivåer finns visualiserat i fina grafer. Det kommer nog ta någon eller några månader innan de första tecken på experimentet börjar synas.

Ett svavelväte

Syrebrist drabbar stora områden av våra hav och kustnära områden. Östersjön är ett praktexempel på där syrebristen är svår och stora arealer av döda bottnar breder ut sig. Vattenutbytet mellan Östersjön och Nordsjön är dåligt och hämmas av de grunda och smala trösklarna som utgör de danska sunden (Öresund och Bälten). Många av våra fjordar lider av precis samma problem med syrebrist som följd. Vissa fjordar är också, som Östersjön, svårt påverkade av mänskliga aktiviteter och utsläpp av näringsämnen, varför syrebristen där tilltar. Andra fjordar är syrefria av naturliga skäl. För det mesta är det en kombination.

När organiskt material faller ner i vattenkolumnen börjar det att brytas ner. Denna process är syrekrävande. I de områden där nytt syre inte tillförs i tillräckligt stor utsträckning eller tillräckligt ofta drabbas därför av tillfällig eller permanent syrebrist. Då bildas istället svavelväte (kemisk beteckning H2S), vilket lätt känns igen på stanken av ruttna ägg. Svavelväte är också väldigt giftigt och de allra flesta organismer får skador eller dör när de kommer i kontakt med ämnet. Faktum är att svavelväte är såpass giftigt att det även kan ha ihjäl människor. Förvisso behöver koncentrationen vara ganska hög, men då är ämnet så starkt att man aldrig hinner känna lukten innan det är för sent. Giftigheten hos svavelväte är densamma som för cyanid. Men i de allra flesta fall är koncentrationerna så låga att man bara känner den där äckliga lukten. Arbetar man med vatten, eller sediment, som innehåller svavelvatten har jag märkt att mina händer har en svag lukt av ruttna ägg i några dagar samtidigt som huden torkar ut en smula.

Den svenska kustkontrollen gör mätningar av svavelväte när de är ute. I Byfjorden, där vi håller på med vårt intressanta syrsättningsexperiment, finns svavelväte i princip från 15-20 meters djup till botten (maxdjup 45 meter). Jag ägnade mig åt att räkna ut hur många ton svavelväte det fanns vid varje givet mättillfälle och det visar på en spännande utveckling.

Svavelväte i Byfjorden 1990 till juni 2010. Klicka på bilden för en större version.

I medeltal finns det knappt 110 ton svavelväte i Byfjorden, men mängden kan ibland vara uppåt 300 ton. När det väl kommer ett inflöde av nytt vatten, som ofta bär med sig syre, minskar svavelvätehalterna kraftigt eller försvinner helt. Det sker någon gång mellan var 2-5 år. Men det varar inte länge före syrebristen infinner sig igen, cirka 3 månader. Ett inflöde skedde exempelvis under mars månad i år. Det medförde kraftigt reducerade svavelvätemängder, från 230 ton i december 2009 till cirka 30 ton i juni 2010 – en minskning med 87%! Trots det märker man i de senaste mätningarna att svavelvätet åter börjar byggas upp i de djupaste delarna av fjorden.

Med tanke på att Byfjorden, som bara är en ytterst liten del av våra havsområden – och att många fler fjordar och fjärdar lider av syrebrist – samt att Östersjön döda bottnar breder ut sig allt mer, kan man bara anta att mängden svavelväte runt Sverige är enorma. Inte för att det finns någon risk att det kommer upp till ytan, men det ger en viss känsla för problematikens omfång.

På BOX-projektets hemsida kan man följa förändringen av svavelväte både innan och efter att vi startat pumparna. Uppdatering sker cirka 1-2 gånger per månad.

I mitten av april, då vi var där senast, var fågellivet ganska skralt. Annat var det idag. När vi närmade oss ön där vi har vår sambandscentral började skyn låta allt mer av hög måsskrik. En efter en lyfte måsarna och segelflög omkring vår båt, ibland med små angrepp mot oss i desperata försök att skrämma bort oss. Flertalet gäss vankade omkring på ön och höll ett stenhårt vakande öga på oss. Deras långa halsar såg ut som periskop bakom granithällarna. De ruvande ejderhonorna duckade ner och försökte så gott de kunde maskerade sig mot bakgrunden. Vi kände oss inte speciellt välkomna, men vi hade ett jobb att göra och instrumenten måste sättas ut. Vi försökte därför utföra vårt ärende med allra största respekt mot fåglarna och se till att de inte blev allt för stressade eller skrämda.

Väl framme på ön upptäckte vi att en ejderhona valt att placera sitt rede precis där vår sambandscentral för instrumenten är placerad. Kanske tyckte hon det var en bra idé då det är mysigt med lite master och antenner, och kanske ger datorlådan lite extra regnskydd. Vad vet vi. Skrämd var hon i vart fall inte. Trots att vi satt bara någon decimeter ifrån henne och pillade med installationen rakt ovanför hennes huvud låg hon tryggt kvar och ruvade på sina ägg. Medan vi plockade och härjade i skåpet såg hon till att alla dun runt äggen låg på sin plats.

Hon var ett totalt charmtroll och med min mobil förevigade jag henne i några bilder.

Sambandscentralen på ön där vi skulle göra installationer.

Ejderhonan hade valt sin plats mycket noga... rakt under antennen.

Vi kan ju arbeta bästa vi vill...

Att vi arbetade rakt ovanför hennes huvud verkade inte bekomma henne överhuvudtaget.

]]> http://helahavetstormar.nu/pax-att-bo-under-datorskapet/feed/ 0 http://helahavetstormar.nu/strommatningar-i-byfjorden-online/ http://helahavetstormar.nu/strommatningar-i-byfjorden-online/#comments Mon, 15 Mar 2010 17:44:19 +0000 Daniel http://helahavetstormar.nu/?p=1052 Jag har tidigare skrivit om att man via en webbsida kan följa mätningar i vattenmassan i Byfjorden utanför Uddevalla. Det är ett lev inom ett projekt där vi tänker försöka oss på att artificiellt syresätta en komplett död (okej, svårt hypoxisk) fjord genom pumpning. Nu har också ytterligare en mätstation kommit online, nämligen den som kontinuerligt mäter strömhastigheterna över tröskeln. Varje timme uppdateras strömmätningarna och man kan se totalt en vecka tillbaka.  Mätningarna görs med en ADCP, som är ett instrument man ställer på havets botten. Där sänder det med regelbundna intervall ut en ljudpuls, vilken studsar mot partiklar i vattnet och reflekteras tillbaka till instrumentet. Genom dopplereffekten och förfluten tid mellan utsänd och reflekterad puls kan instrumentet lätt räkna ut strömhastigheterna på många olika nivåer i vattenkolumnen samtidigt.

Varför mäter vi då ström över tröskeln till fjorden? Byfjorden är en fjord där inflöden sker mycket sällan, ungefär vart tredje till vart femte år. Det gör att fjorden är starkt skiktad under tröskeldjupet. Syrenivåerna är anoxiska (alltså ingen syre alls) från cirka 15-20 meters djup till botten (45 meter). Under ett projekt som vårt är det viktigt att ha koll på nettoflödet över tröskeln för att kunna göra ordentliga budgetar över in/utlödande salt, syre och näringsämnen. Pumpningen kommer förhoppningsvis att försvaga skiktningen och skapa en artificiell cirkulation åt motsatt håll den nuvarande. Det kommer också förhoppningsvis att göra det lättare för vatten utifrån att tränga in i fjorden och förnya vattenkolumnen på naturlig väg. Det bör också kunna synas i strömmätningarna.

Jag reserverar mig mot att instrumenten ibland kan ha svårt att sända data och lång tid kan gå mellan uppdateringarna. Vi är ute och servar dem ganska ofta, men havet är fortfarande en enormt ogästvänlig miljö för teknik. Förhoppningsvis blir det bättre framåt våren när utrustningen går på service och pumpprojektet kommer igång på allvar.

En typisk konturplott från Byfjorden. Klicka på bilden för att komma till de senaste mätningarna.

Att Östersjön lider av svår syrebrist har knappast undgått någon. Det är ett stort problem att djupvattnet inte kan syresättas ordentligt, vilket dels skapar enorma områden döda bottnar och frigör fosfor som senare ger extra bränsle till somrarnas algblomningar. När bottensedimenten ligger i syrefattig miljö läcker inlagrad fosfor ut i vattnet. Skulle sedimenten istället vara syresatta verkar det enligt mätningar vara så att en betydlig mindre mängd fosfor kan läcka ut då det istället binds fast.

I ett av de projekt jag är inblandad i som forskare försöker vi hitta en metod att på artificiell väg syresätta Östersjön. Teorin går ut på att tillföra syresatt ytlagervatten till djupvattnet. Anledningen är tvåfaldig, dels tillföra syre till bottenvattnet direkt och dels underlätta för nya naturliga inflöden att ske. Att det senare kan ske genom att pumpa runt vatten i vattenkolumnen beror på att skiktningen blir svagare och tyngre vatten (alltså med högre densitet) utanför systemet lättare kan flöda in längs bottnen utan att lagras in runt saltsprångskiktet, som ofta är tillfället idag.

Så vart skall man pumpa? Vi har valt att förlägga vårt pilotprojekt till Byfjorden utanför Uddevalla. Det är en fjord som är starkt skiktad och som är permanent syrefri och har så varit i tusentals år. Visst, inflöden till fjorden sker cirka vart femte år, men på grund av den svåra syresituation som råder i fjorden har nya inflöden en mycket kortvarig positiv inverkan på syrehalterna. Östersjön är ungefär likadan, även om den är lite bättre syresatt naturligt. Därför är Byfjorden lämplig att experimentera på innan man överväger göra något liknande i Östersjön om nu vår teori skulle vara hållbar i praktiken – det återstår att se de kommande åren. Pumpningen kommer att komma igång senare i vår när isen brytit upp och säsongen för eventuella inflöden på egen hand är över.

Sedan november 2009 har vi haft en rigg med flertalet instrument placerade i Byfjorden. Instrumenten samlar kontinuerligt in data om temperatur, salthalt samt syrekoncentrationer och skickar till oss i Göteborg så att vi kan analysera fjorden nästan i realtid. Vi har nu lagt upp delar av mätningarna i grafer så alla kan studera fjorden, antingen genom enskilda profiler eller som en konturplott för de senaste veckorna. Graferna uppdateras ungefär var tredje timme. Meningen med detta tilltag är att låta alla se hur tillsåndet i Byfjorden är direkt. Vår ambition är att på så sätt öka intresset för havet och havsmiljön samt ge insikt hur det faktiskt ser ut i havet, öka kunskaperna om hur snabbt/långsamt förändringar sker i havet samt på ett konkret sätt låta allmänheten få känna sig delaktiga i forskningen – för det är ju ändå skattepengar som finansierar det mesta av forskningen, i detta fall Naturvårdsverket. Det kommer dessutom bli mer spännande att följa när vi startar vår pumpverksamhet, så det får jag absolut anledning att återkomma då. För att komma till mätningarna klickar du här. Som tips kan jag nämna att gränsen för vad högre organismer tål som lägsta syrehalt ungefär är 90 mikromol per liter, vilket motsvarar en lite ljusblå färg på konturplotten. Jag hoppas ni får mycket nöje av att följa med och övervaka Byfjorden. Ju fler som tittar desto fler spännande saker kan vi se och undersöka vilket i längden kan hjälpa till att öka förståelsen för Östersjön och kanske ge upphov till en lösning som sätter vårt älskade innanhav på rätt köl igen. Så tveka inte att höra av er!

Uppdatering 28/1-10: Gränsen för hypoxiska förhållanden är nu indikerade med en vit linje i grafen.