Näringsämnen och syre är nyckelfaktorer i ekosystemet

Jämfört med världshaven har vattnet i Östersjön rikligt med näringsämnen: fosfor och kväve. Näringsämnen trappar upp algtillväxten, vilken i sin tur påskyndar även annat marint liv. Havet producerar ett överflöd av organismer av alla slag, från mikroskopiska alger till rovfiskar och sälar.

Riklig produktion betyder också att stora mängder döda organismer och djurspillning sjunker till havsbotten. Bakterier och andra nedbrytare på havsbotten får rikligt med näring från materialet som regnar ovanifrån. De angriper effektivt den döda substansen och bryter ner den till dess ursprungliga element. Nedbrytningsaktiviteten frigör näringsämnen till havsbotten och vatten och förbrukar även syre från vattnet.

Det som gör situationen problematisk är att vattnet i Östersjön är permanent skiktat enligt salthalt. Havets syresatta ytskikt med låg salthalt blandas inte med de djupa saltvattenlagren. När nedbrytningen fortsätter intensiv kommer syret gradvis att ta slut i djupvattnet. En sådan situation kallas stadiet av stillastående vatten, eller stagnation.

När syret i djupvattnet är förbrukat fortsätter nedbrytningen av organisk substans utan syre, det vill säga anaerobt. Vid syrefri nedbrytning bildas giftigt svavelväte på botten. Slutligen dödas eller fördrivs alla flercelliga livsformer från de djupa områdena.

Syrebrist är delvis ett naturligt fenomen

Periodisk syrebrist i djupvattnen är ett fenomen som är karakteristiskt för Östersjön. Sådana perioder inträffade redan innan människan började belasta havet med sina aktiviteter. Näringsbelastningen som orsakas av människor har ändå utökat de syrefria områdena.

Situationen blir bättre endast då en rejäl del av Nordsjöns syresrika vatten väller in i Östersjön genom de danska sunden. Eftersom vattnet i Nordsjön är salt och därför tungt, sjunker det till Östersjöns botten och rinner ut i sänkorna, styrt av havsbottens topografi. På så sätt får de djupa områdena en välkommen dos syresatt vatten.

Stora saltpulser, som har en betydande effekt på syresituationen i djupa vatten, är dock sällsynta. Den senaste stora saltpulsen kom till Östersjön i december 2014. Saltpulsen 2023 var bara hälften så stor och hade därför liten inverkan.

Saltpulserna har också en negativ inverkan. När nytt saltvatten strömmat in i sänkorna ger det gamla djupvattnet vika och förskjuts längs botten upp mot kusterna. Vid kusten kommer det näringsrika vattnet sedan upp till ytan och orsakar ökad algtillväxt.

Vidsträckta syrefria områden

De största syrefria områdena finns i centrala Östersjön: Gotlandsdjupet och djupvattenområdena norr och öster om det. Där minskar syrehalten i vattnet kraftigt på ett medeldjup av 60 meter. Djupet är detsamma där vattnets salthalt ökar kraftigt, det vill säga där salthaltsprångskiktet, haloklinen ligger.

Haloklinen kan ibland ligga så högt som på 40 meter, och som djupast på 80 meter. Haloklinens djup är avgörande för hur breda de syrefattiga bottenområdena är.

Eftersom det inte finns någon tröskel i havsbotten mellan Östersjöns huvudbassäng och Finska viken, kan tungt salthaltigt och syrefattigt vatten strömma in längs botten även till Finska viken. Tröskeln vid Ålands hav blockerar däremot flödet till Bottniska viken. Syrebrist är alltså klart vanligare i Finska viken än i Bottniska viken. Den större näringsbelastningen i Finska viken är dock också av betydelse.

Syrebrist orsakar internbelastning

Den så kallade internbelastningen är ytterligare en faktor som inverkar syre- och näringsbalansen i Östersjön. När syret på havsbotten tar slut, börjar näringsämnen som tidigare lagrats i bottensedimentet – framför allt fosfor – att utsöndras till vattnet i en ökande takt.

De frigjorda näringsämnena hamnar inom kort i havets ytskikt. Detta sker senast när en kraftig saltpuls nått Östersjön och det gamla djupvattnet drivits mot kusten.

I havets ytskikt påskyndar näringsämnen algtillväxt och annan biologisk aktivitet. Detta ökar i sin tur sedimentationen av organiskt material till havsbotten och den nedbrytningsaktivitet som medföljer. Den ökande nedbrytningsaktiviteten förbrukar syrereserver i djupvattnet och leder till sist till ett syrefritt tillstånd. Den onda cirkeln är klar.