Ravinteet ja happi ovat ekosysteemin avaintekijöitä

Itämeren vedessä on valtameriin verrattuna runsaasti ravinteita: fosforia ja typpeä. Ravinteet kiihdyttävät leväkasvua, mikä vauhdittaa meren muutakin elämää. Meri tuottaa runsaasti kaikenlaista elollista, alkaen mikroskooppisista levistä ja päätyen petokaloihin ja hylkeisiin.

Runsas tuotanto merkitsee myös sitä, että meren pohjaan vajoaa paljon kuolleita eliöitä ja eläinten jätöksiä. Bakteerit ja muut merenpohjan hajottajaeliöt saavat ylenpalttisesti ravintoa ylhäältä satavasta aineksesta. Ne käyvät hanakasti kuolleen aineksen kimppuun ja hajottavat sen alkutekijöihinsä. Hajotustoiminta vapauttaa merenpohjaan ja veteen ravinteita ja kuluttaa myös vedestä happea.

Ongelmalliseksi tilanteen tekee se, että Itämeren vesi on pysyvästi kerrostunut suolaisuuden mukaan. Meren vähäsuolaiset ja hapekkaat pintakerrokset eivät sekoitu syvällä lepääviin suolaisiin vesikerroksiin. Kun hajotustoiminta jatkuu kiivaana, happi alkaa vähitellen loppua syvistä vesistä. Tällaista tilannetta kutsutaan seisovan veden vaiheeksi eli stagnaatioksi.

Kun syväveden happi on kulutettu loppuun, elollisen aineksen hajotus jatkuu ilman happea eli anaerobisesti. Hapettoman hajotuksen aikana pohjalle muodostuu myrkyllistä rikkivetyä. Viimeistään se tappaa tai karkottaa kaikki monisoluiset elämänmuodot syviltä alueilta.

Happikato on osin luontainen ilmiö

Syvänteiden ajoittainen happikato on Itämerelle ominainen ilmiö. Sitä on esiintynyt jo ennen kuin ihminen alkoi toiminnallaan kuormittaa merta. Ihmisen aiheuttama ravinnekuormitus on kuitenkin lisännyt ja laajentanut happikatoalueita.

Tilanne korjaantuu vain silloin, kun Tanskan salmista ryöpsähtää aimo annos Pohjanmeren hapekasta vettä Itämereen. Koska Pohjanmeren vesi on suolaista ja siten raskasta, se painuu Itämeren pohjaan ja valuu pohjanmuotojen ohjaamana syvänteisiin. Näin syvänteet saavat tervetulleen annoksen hapekasta vettä.

Isot suolapulssit, joilla on huomattava vaikutus syvävesien happitilanteeseen, ovat kuitenkin harvinaisia. Viimeksi sellainen saapui Itämereen joulukuussa 2014. Tuorein suolapulssi on vuodelta 2023, mutta se oli puolta pienempi ja siten vaikutuksiltaan vähäisempi.

Suolapulsseihin liittyy myös kääntöpuoli. Kun uutta suolavettä valuu syvänteisiin, vanha syvännevesi väistyy sen tieltä ja työntyy pohjaa pitkin yhä ylemmäs, kohti rannikoita. Rannikolla tämä ravinteikas vesi kumpuaa pintaan ja saa aikaan lisää leväkasvua.

Laajoja hapettomia alueita

Laajimmat happikatoalueet löytyvät keskiseltä Itämereltä: Gotlannin syvänteestä ja siitä pohjoiseen ja itään ulottuvilta syvän veden alueilta. Siellä veden happipitoisuus vähenee voimakkaasti keskimäärin 60 metrin syvyydessä. Syvyys on sama, jossa veden suolapitoisuus lisääntyy jyrkästi eli jossa sijaitsee suolaisuuden harppauskerros, halokliini.

Halokliini voi joskus olla niinkin matalalla kuin 40 metrissä, syvimmillään taas 80 metrissä. Halokliinin syvyydellä on merkitystä sille, miten laajalle pohjan happikatoalueet ulottuvat.

Koska Itämeren pääaltaan ja Suomenlahden välillä ei ole merenpohjassa mitään kynnystä, raskasta suolaista ja vähähappista vettä voi päästä virtaamaan pohjaa pitkin myös Suomenlahdelle. Ahvenanmeren kynnys sen sijaan estää virtauksen Pohjanlahdelle. Niinpä happikatoa esiintyy selvästi yleisemmin Suomenlahdella kuin Pohjanlahdella. Toki myös Suomenlahden suuremmalla ravinnekuormituksella on merkitystä.

Happikato aiheuttaa sisäistä kuormitusta

Oman lisäpiirteensä Itämeren happi- ja ravinnetalouteen tuo niin sanottu sisäinen kuormitus. Kun merenpohjalta loppuu happi, pohjasedimenttiin aiemmin varastoituneita ravinteita – ennen kaikkea fosforia – alkaa vapautua kiihtyvää vauhtia veteen.

Vapautuneet ravinteet päätyvät ennen pitkää meren pintakerroksiin. Näin käy viimeistään silloin, kun Itämereen tulee voimakas suolapulssi, joka työntää syvänteiden vanhan veden kohti rannikkoa.

Meren pintakerroksissa ravinteet kiihdyttävät leväkasvua ja muuta eliötoimintaa. Tämä taas lisää eloperäisen aineksen laskeutumista merenpohjaan ja voimistaa siellä tapahtuvaa hajotustoimintaa. Lisääntyvä hajotustoiminta kuluttaa syväveden happivarantoja ja johtaa ajan myötä happikatoon. Noidankehä on valmis.