Allt större forskningsfokus på vad som händer med våra oceaner:

Havens liv står inför en katastrof

Forskningen kring vad som kan hända med växter och djur i havet när klimatet förändras har bara börjat.
Det finns tecken som tyder på att stora delar av havens rikaste livsmiljöer inte finns kvar under nästa århundrade om utvecklingen fortsätter som idag.
Konsekvenserna? En katastrof för livet i havet som vi
känner det, och en svår förlust för allt liv på jorden.

Ska det sluta med en katastrof?

Ska det sluta med en katastrof?

För 63 miljoner år sedan drabbades livet på jorden av en katastrof. En asteroid med en diameter på nästan tio kilometer slog ner på Yucatanhalvön i dagens Mexico och skakade om hela planeten. Alla landdjur som var större än en katt försvann från jordens yta, inklusive­ dinosaurierna.

Svavelhaltiga bergarter på nedslagsplatsen förvandlades till gas i explosionen och blev till surt regn i form av svavelsyra. Syran blev döds­stöten för nästan allt liv i havet som behövde skal eller skelett som byggdes av kalk, mineralet kalciumkarbonat. Syran i regnvattnet gjorde att kalken löstes upp. Mängder av arter av musslor, plankton, havssnäckor och koraller dog i massor på bara ett eller två år.

Först efter två miljoner år blev korallerna så vanliga igen att de överhuvudtaget dyker upp bland fossilen. Det tog tio miljoner år innan korallreven var tillbaka i samma mängder som före smällen. Tio miljoner år.

Idag pågår en liknande kemisk process i haven, oändligt mycket långsammare, men i samma världsomfattande skala.

Den lilla krillräkan kan vara världens vanligaste djur, sett till antalet. Det beräknas att det finns omkring 500 miljoner ton av dem vid ett givet tillfälle. Bild: SPL

Den lilla krillräkan kan vara världens vanligaste djur, sett till antalet. Det beräknas att det finns omkring 500 miljoner ton av dem vid ett givet tillfälle. Bild: SPL

Försurningen förstör skal

Stora delar av all den koldioxid som människan har släppt ut i atmosfären under den industriella epoken har hamnat i världshaven. Där löser den sig i vattnet i form av kolsyra, en svag syra som återigen riskerar att förstöra skalen hos havets djur och växter.

Försurningen får till följd att koraller vittrar sönder, sjöborrar förlorar sina taggar och humrar har svårt att nå vuxen ålder. Men försurningen­ har kanske störst effekt på dem som syns minst; mikroskopiska plankton med kalkskal, som utgör viktiga länkar i det ekologiska kretsloppet, inte minst genom att varje dag producera miljontals ton syre med hjälp av fotosyntes­.

Redan idag kan man se tydliga skador på världens stora korallrev, ofta i form av så kallad blekning, som beror på att vattnet blivit för varmt. Med försurning minskar också tillväxten, och korallreven kan inte konkurrera om utrymmet. De äts upp av rovdjur som lever på korallen och de hinner inte återbildas. Istället uppstår enformiga skogar av sjögräs, och livsmiljön för hundratusentals arter försvinner.

Fortfarande vet vi inte exakt hur alla olika arter kommer att påverkas. Försök i laboratorier tyder på att en del kalkberoende organismer faktiskt växer och frodas när vattnet blir surare, men de allra flesta skadas svårt.

Det forskas just nu alltmer intensivt på vad som händer med haven. Än så länge finns det inte tillräckligt med fakta för att forskarna ska kunna dra några tvärsäkra slutsatser, men bilden blir allt klarare. Och obehagligare. Bild: SPL

Det forskas just nu alltmer intensivt på vad som händer med haven. Än så länge finns det inte tillräckligt med fakta för att forskarna ska kunna dra några tvärsäkra slutsatser, men bilden blir allt klarare. Och obehagligare. Bild: SPL

Kemisk obalans

Ken Caldeira vid Lawrence Livermore­laboratoriet i Kalifornien har räknat ut att med fortsatt förbränning av de fossila bränslen som finns på jorden kommer haven under de kommande århundradena att bli surare än de varit­ på 300 miljoner år. Det handlar alltså om storskaliga förskjutningar i planetens kemiska balans.

vi är inte där än

Om kalciumkarbonat ska lösas upp i vattnet eller inte beror på flera faktorer, bland annat tryck och temperatur. I kallt och djupt vatten går det normalt inte att bilda kalkskelett. Det fungerar bara i ett lite varmare skikt nära havsytan. Men gränsen kryper uppåt i takt med att vattnets pH-värde sjunker. Det här skiktet har krympt ihop med mellan 50 och 200 meter sedan 1800-talet, visar mätningar.

Den australiensiske marinbiologen Ove Hoegh-Guldberg räknar med att det blir svåra problem för de känsliga kalkberoende organismerna i havet när luftens koldioxidhalt når 450 miljondelar. Det ser ut att bli verklighet före år 2050 med dagens utsläppstakt. Får vi inte stopp på fossilbränslena så överlever inga koraller det här århundradet, säger andra forskare.

Ändrade årstider och flyttning mot polerna

Att vara på rätt plats vid rätt tidpunkt, det som brukar kallas tajming, är avgörande i naturen. Flyttfåglar som anländer för tidigt till sommarvistet­ riskerar att frysa ihjäl, eller att bli utan mat om insekterna inte hunnit kläckas. Den som kommer för sent missar hela kalaset. Att passa tiden är en fråga om liv eller död.

Vandringar och flyttningar över stora avstånd har genom årmiljonerna finputsats till att passa in i andra arters livscykler. Blomningar, äggläggning, svärmande myggor och lekande fiskstim, allt måste ske vid rätt tidpunkt för att näringskedjorna ska hålla ihop och arterna överleva. Det måste finnas mat till avkomman. Tidens gång finns i generna och bestäms av faktorer som dagens längd eller temperaturen i vattnet.

Korallreven brukar liknas vid regnskogar. Tropiska korallrev är som oaser i havsöknar. Över en miljon arter lever kring och på reven. Men korallerna hotas av blekning, försurning, och höjningen av havsnivåerna. Bild: SPL

Korallreven brukar liknas vid regnskogar. Tropiska korallrev är som oaser i havsöknar. Över en miljon arter lever kring och på reven. Men korallerna hotas av blekning, försurning, och höjningen av havsnivåerna. Bild: SPL

Ekologiska tiden ur led

Men ett varmare klimat förskjuter signalerna. De ekologiska klockorna börjar gå fel, och synkroniseringen misslyckas. Plankton är grunden i havets näringsväv. Utan plankton kan varken ostron eller torsk eller sälar överleva. I en undersökning från 2004 såg brittiska oceanografer att plankton från fem grupper av både växt- och djurplankton och även små fisklarver tydligt påverkats av förändrade klimatförhållanden under tiden från 1960 till idag. Vissa arter hade flyttat tidpunkten för sin blomning 27 dagar tidigare än förr. Andra hade lagt sin topperiod tio dagar tidigare.

Förändringarna i havet var större än dem man har sett på land. Plankton i Tyska bukten i Nordsjön till exempel, dyker upp elva veckor tidigare än normalt under de varmaste åren.

Det betyder att viktiga länkar i näringskedjan inte längre håller. Arter som tidigare varit samordnade missar­ varandra. Forskarna drar slutsatsen­ att de minskade fiskbestånden i Nordsjön troligen inte bara beror på utfiskning, utan att den trasiga näringsväven också spelar in. Skevheterna uppstår inte bara i tidsschemat. Varmare vatten gör också att många arter tvingas flytta mot polerna för att överleva och finjusterade mönster bryts upp. Arter som levat tillsammans och är beroende av varandra flyttar isär.

I en japansk undersökning av ko­raller från 1930-talet fram till idag hittade man arter som flyttade norrut med flera kilometer per år.

En av anledningarna till att torsken har svårt att överleva i Nordatlanten är, enligt den franske marinbiologen Grégory Beaugrand, att larverna som kläcks ut ur torskrommen inte hittar­ tillräckligt med plankton att äta. Maten­ har försvunnit, eller dyker upp vid fel tidpunkt.

Arter kan anpassa sig till sådana här förändringar, och en del gör det. Men långt ifrån alla, och särskilt svårt är det när förändringarna går med blixtfart, på en eller ett par decennier.

Korallblekning är ett alltmer vanligt fenomen som breder ut sig i takt med att havens temperatur stiger. Det beror på att den symbios som funnits mellan korallen och vissa alger slutar fungera. Bild: SPL

Korallblekning är ett alltmer vanligt fenomen som breder ut sig i takt med att havens temperatur stiger. Det beror på att den symbios som funnits mellan korallen och vissa alger slutar fungera. Bild: SPL

Skiktning

Jordens yta är täckt av hav till över 70 procent. De stora öppna havsvidderna långt utanför kontinentalsocklarna är näringsfattiga och karga miljöer där korallrev, öar och atoller är livfulla undantag i monotonin.

Haven är som vidsträckta öknar med enstaka oaser. Och samtidigt som oaserna hotar att försvinna, så växer öknarna. Det beror på uppvärmningen av ytvattnet.

Det liv som finns i de stora oceaniska vidderna är beroende av växtplankton nära ytan som lever på solljus, koldioxid och vatten och producerar syre med sin fotosyntes. Växtplankton i världshaven står för hälften av allt syre som produceras på jorden varje år.

För att de här små algerna ska kunna­ leva behöver de också närings­ämnen som kväve, järn och fosfor. Sådant är inga problem i kustområdena. Där ger ofta människans utsläpp mer näring än vad som är riktigt nyttigt. Men ute till havs måste gödningen föras upp av strömmar långt nerifrån havsbottnen, där resterna av döda djur och växter bryts ner av smådjur och bakterier.

Men havet är inte homogent. Varmare ytskikt och kallare djupvatten bildar lager med tydliga gränser – språngskikt. De är ett hinder för utbyte mellan ytan och botten.

Ute på djuphavet kommer bara lite näring upp till ytan, och det uppstår stora näringsfattiga områden där bara få större fiskar kan överleva.

När ytvattnet blir varmare skiktas vattnet ännu hårdare och ännu mindre näring når ytan. Det bildas ett lock över som hindrar strömmarna från botten och de näringsfattiga områdena växer.

Genom att studera satellitbilder från år 2006 kunde ett amerikanskt forskarlag konstatera att världshavens näringsfattiga öknar växt med 15 procent från 1998, alltså på bara åtta år. Det är nästan lika mycket som hela Australiens yta. Ökningen följer uppvärmningen av ytvattnet.

Snabbast gick förändringen i norra Atlanten där de näringsfattiga områdena växer med över fyra procent om året.

Alla de små, idylliska och mycket låga korallöarna är hotade i och med att korallerna är hotade. Det innebär att många havslevande djur, som albatrosser, kan förlora sina häckningsplatser. Bild: SPL

Alla de små, idylliska och mycket låga korallöarna är hotade i och med att korallerna är hotade. Det innebär att många havslevande djur, som albatrosser, kan förlora sina häckningsplatser. Bild: SPL

Livsmiljöer

Förändringen av klimatet hotar inte bara enskilda arter i havet utan hela biologiska system kan försvinna. Ett exempel är havsisarna vid polarområdena som krymper inför våra ögon. Isvidderna är en livsnödvändighet inte bara för isbjörnar.

Isen i Arktis är basen i ett komplicerat växelspel mellan alger som växer på isens undersida, mikroskopiska smådjur, fiskar och sälar. Det är en näringsväv som också håller den stora grönlandsvalen vid liv.

Om Arktis blir isfritt under sommarmånaderna försvinner en hel värld.

Korallreven är som havens regnskogar. Tropiska rev är oaser i ofruktbara havsöknar och de ger liv åt över en miljon arter av djur och växter.

Reven hotas av blekning på grund av varmare vatten, försurning, som löser upp deras hårda skal av kalciumkarbonat, och höjningen av havsnivåerna, som gör att de hamnar på för stora djup.

Många av atollerna i Stilla havet är häckningsplats för hundratusentals sjöfåglar, inte minst albatrosser som seglar över de enorma havsvidderna. Försvinner korallöarna så försvinner de också.

De tropiska kusternas mangroveskogar är också de hotade. Mangrove­träsken är artrika skogar som skyddar kuster mot erosion och orkaner. De är viktiga barnkammare för fiskar och skaldjur och hem för ostron och musslor.

Redan idag har hälften av världens mangroveområden försvunnit på grund av exploatering eller miljöförstöring, och om havsnivåerna fortsätter att stiga så försvinner ännu mer.

Med högre vattenstånd drar sig mangroveträden längre inåt land, men det är ofta inte möjligt i vår tätbefolkade värld.

Mangroveskogar är ett effektivt skydd mot stormvågor längs många kuster, och dessutom finns det många djur och växtarter som är beroende av dem. Men redan nu har hälften av jordens mangrove­områden försvunnit på grund av skövling och miljöförstöring. Stiger havsnivån mer, så måste mangroveträden dra sig inåt land för att överleva. Men det går sällan, för där finns städer, byar och odlingsmark med människor som inte tillåter att träden sprider sig. Bild: SPL

Mangroveskogar är ett effektivt skydd mot stormvågor längs många kuster, och dessutom finns det många djur och växtarter som är beroende av dem. Men redan nu har hälften av jordens mangrove­områden försvunnit på grund av skövling och miljöförstöring. Stiger havsnivån mer, så måste mangroveträden dra sig inåt land för att överleva. Men det går sällan, för där finns städer, byar och odlingsmark med människor som inte tillåter att träden sprider sig. Bild: SPL

Krill

Krillen i Antarktis kan vara världens talrikaste djurart. De är små kräftdjur som lever i enorma mängder i de iskalla­ vattnen runt sydpolen.

Man räknar med att det finns 500 miljoner ton krill. Hälften av den här massan av protein äts varje år upp av sälar, pingviner, fiskar och bläckfiskar. 40 miljoner ton slukas av södra halvklotets bardvalar inklusive den jättelika blåvalen. Krillen har minskat märkbart under de senaste åren. Enligt en undersökning har mer än tre fjärdedelar av all krill försvunnit på 30 år. Den exakta orsaken är inte klarlagd, men man misstänker att det beror på det minskande istäcket runt Antarktis. Krillen betar av algerna som växer på isens undersida och isen skyddar krillens larver mot rovdjur. När isen minskar i yta minskar också krillen. Eftersom krill är ett skalbildande djur kan de också drabbas av de sjunkande pH-värdena i havet. Än så länge klarar de sig, men experiment vid Australian Antarctic Division visar­ att krillens embryon inte kan utvecklas normalt när vattnet­ försuras ytterligare.

Utan krill kollapsar hela ekosystemet i de sydliga polarvattnen.

Fakta: 
HAVEN ÄR JÄTTELIKA VÄRMERESERVOARER
Amerikanska NOAA (National Oceanic and Atmospheric­ Administration) bevakar havsvattentemperaturen noga. På kartorna syns ytvattentempe­raturen i januari 2001, 2007 och 2011. Bild: NOAA

Amerikanska NOAA (National Oceanic and Atmospheric­ Administration) bevakar havsvattentemperaturen noga. På kartorna syns ytvattentempe­raturen i januari 2001, 2007 och 2011. Bild: NOAA

Jordens klimat är i obalans. Det betyder att vi varje år får in lite mer värmeenergi från solen än vad som strålar tillbaka ut i rymden. Överskottet gör att klimatet blir varmare på lång sikt. Men 80 procent av den här extra värmen hamnar i haven.

De enorma volymerna gör att uppvärmningen går långsamt, men vattnets stora kapacitet att lagra värme gör att den långsamma uppvärmningen av jordens klimat kommer att fortsätta i flera hundra år, även om balansen mellan solinstrålning och utstrålning skulle återställas nu.

Det återstår fortfarande mycket forskning innan vi förstår hur uppvärmningen påverkar haven, strömmarna och klimatet. Hur mycket av värmen stannar vid ytan, och hur mycket påverkar den de stora havsdjupen? Svaren på de frågorna avgör hur snabbt uppvärmningen går, och hur mycket havsnivåerna kommer att höjas.

En uppmärksammad studie från hösten 2010 visar att djupa vattenskikt ända ner till mellan 1 000 och 3 000 meters djup värms upp, men det går långsamt.

Djupvattnen tar upp ungefär en sjättedel så mycket värme som vattnen nära ytan. Temperaturhöjningen är tydligast i de södra polarhaven runt Antarktis.

PH-VÄRDE
Ph-värden.

Ph-värden.

Havsvatten har ett normalt pH-värde mellan 8 och 8,3. Helt rent vatten ligger på det neutrala värdet 7. pH-värdet är ett mått på hur många positivt laddade­ vätejoner som flyter omkring i en vätska. Ju fler vätejoner, desto lägre pH-värde, och desto starkare syra är vätskan.

Under den industriella epoken har havens pH minskat med 0,1 enheter.

Det låter inte så mycket, men eftersom pH-skalan är logaritmisk så betyder ett helt steg på skalan tio gånger fler vätejoner i vattnet. Två steg innebär hundra gånger fler, och så vidare.

Förändringen på 0,1 enheter betyder att koncentrationen av vätejoner ökat med 30 procent under de senaste 200 åren. Och nästan hälften av den ökningen har skett under de senaste 30 åren.

De extra vätejonerna reagerar med kalciumkarbonaten i vattnet och bildar föreningar som gör att det blir svårtillgängligt för de djur och växter som behöver det. Även med en framtida fördubbling av antalet vätejoner ligger pH fortfarande över 7, vilket gör att vattnet i kemisk mening inte är surt. Det är fortfarande basiskt, men ändå omöjligt att leva i för många av dagens vanligaste och viktigaste havsorganismer.

ISEN GER LIV
Isberg och is som täcker vattenytan är viktiga för många arter. Under isen växer alger och andra mikroskopiska organismer. Dessa betas av krillen som är föda för många arter, allt från mindre fiskar till stora valar. Sjöfåglar, säl och större fiskar lever på de mindre fiskarna. Ett fritt flytande isberg kan ha ett sådant ekosystem över en kilometer omkring sig.

Isberg och is som täcker vattenytan är viktiga för många arter. Under isen växer alger och andra mikroskopiska organismer. Dessa betas av krillen som är föda för många arter, allt från mindre fiskar till stora valar. Sjöfåglar, säl och större fiskar lever på de mindre fiskarna. Ett fritt flytande isberg kan ha ett sådant ekosystem över en kilometer omkring sig.

Material från
Allt om Vetenskap nr 4 - 2011

Mest lästa

Fler nyheter

Fler nyheter