Havforsuring i Nordsjøen og Skagerrak

Publisert av Overvåkingsgruppen (sekretariat hos Havforskningsinstituttet) Lag rapport

Havet absorberer omtrent 25 prosent av de årlige menneskeskapte utslippene av CO2. Resultatet er lavere pH-verdi og et surere hav. Foreløpig kan vi ikke si noe sikkert om trender for Nordsjøen, men overvåking avdekker for første gang en svak forsuringstrend i Skagerrak.

Fakta om havforsuring

Havforsuring skjer fordi menneskeskapte utslipp av CO2 til atmosfæren fører til økt opptak av CO2 i havet. Når CO2 løses i vann dannes karbonsyre som gjør at pH-verdien synker. Samtidig blir det mindre karbonat, som er en viktig byggekloss for mange marine dyr og alger som bygger kalkhus.

Norske havområder er spesielt utsatt for havforsuring, særlig lengst i nord. Årsaken er at kaldt vann kan ta opp mer CO2 enn varmere vann, og at store tilførsler av ferskvann fra issmelting og elver i nord gjør vannet mer utsatt for forsuring.

Overvåking av pH og oppløst CO2 i norske havområder viser at innholdet av CO2 øker. Nordsjøen er det norske havområdet hvor vi i dag har minst overvåkingsdata. I Skagerrak har vi mer data, men likevel har det til nå vært vanskelig å påvise en trend, fordi den naturlige variasjonen i CO2-innhold og pH er såpass stor her. Men overvåkingen fra 2016 viser for første gang en svak forsuringstrend i Skagerrak 1. Om dette er en langsiktig trend eller skyldes naturlig variasjoner er for tidlig å fastslå.

Status og trend for havforsuring i Nordsjøen og Skagerrak

Måling og beregning av havforsuring

For å uttrykke graden av havforsuring måles eller beregnes følgende:

  • pH-verdi er et mål på konsentrasjonen av hydrogenioner i vannet, som forteller hvor surt eller basisk vannet er.
  • Oppløst karbondioksid (pCO2) er et mål for innholdet av oppløst CO2 i sjøvann.
  • Total alkalinitet (AT) er et mål på mengden basiske ioner i vannet som kan ta opp hydrogenioner eller andre syrer, og gir informasjon om vannets motstandskraft mot forsuring (bufferkapasitet).
  • Total konsentrasjon av uorganisk karbon (CT) er et mål på det totale innholdet av løste uorganiske karbonforbindelser i sjøvann.
  • Metningsgrad (Ω) er et mål for oppløseligheten til to former for karbonat (CaCO3) – kalsitt og aragonitt. Når metningsgraden er mindre enn 1, betyr det at karbonatmineralet løses opp.

De kjemiske og fysiske forholdene i Nordsjøen og Skagerrak er kompliserte. Det er stor naturlig variasjon i pH-verdi, saltholdighet og havets evne til å ta opp CO2. Fra sørvest strømmer atlanterhavsvann med høy saltholdighet inn. Fra øst strømmer ferskere vann inn fra Østersjøen. I tillegg kommer tilførsel av ferskvann fra land. Det salte atlanterhavsvannet har høyere innhold av oppløst karbon enn det ferskere kystvannet.

Det er også store variasjoner gjennom året. Om sommeren er vannet varmere og ferskere enn resten av året, og den biologiske produksjonen er høyest om våren og sommeren. Det siste gjør at det blir mindre CO2 i vannet, fordi det tas opp og bindes gjennom fotosyntesen. Dette gjør at pH-verdien stiger, og vannet blir mer basisk.

På strekningen Oslo-Kiel (Skagerrak) sees årstidsvariasjonene tydelig. Om vinteren er det lave pH-verdier og høye verdier av pCO2. Om sommeren er det høy pH og lav pCO2. Dette mønsteret er ekstra tydelig i Ytre Oslofjord, som påvirkes av store tilførsler av ferskvann fra Glomma.

Lengst mot sør, der det er stor påvirkning fra vann som strømmer inn fra Østersjøen, er imidlertid bildet et annet. Her er variasjonen i pH og pCO2 gjennom året mye mindre, og enkelte år kan til og med pH-verdien være lavest om sommeren. 

Det er også viktig å følge med på metningsgraden til kalkmineralene kalsitt og aragonitt. Mineralene er viktige byggesteiner i mange organismer i havet, og forsuring kan føre til at havet blir undermettet (dvs. at metningsgraden er mindre enn 1) med disse kalkmineralene. Dette kan igjen føre til at det blir vanskelig for organismene å bygge opp kalkskall og -skjelett.

Det ferske vannet i Oslofjorden har lav aragonittmetning, og her kan det tidvis være undermetning om vinteren. I Skagerrak, lenger sør, varierer metningsgraden fra godt over 2 om sommeren til ned mot 1 om vinteren.

Vinterdata fra strekningen Torungen-Hirtshals (Skagerrak) viser at sjøvannet på denne tiden av året inneholder mye ferskt kystvann i overflaten mot nord (Torungen), med generelt lavt karboninnhold og relativt høy pH-verdi. Saltere atlanterhavsvann strømmer i et underliggende lag med høyere karboninnhold og lavere pH. I dypet ses enda høyere karboninnhold og lavere pH. Dette skyldes at CO2 frigjøres på grunn av nedbryting av organisk materiale. Hele vannsøylen er overmettet med aragonitt. 

Prøvetaking foretas som regel vinterstid. Data fra sommerhalvåret finnes bare fra Utsira Vest i den nordlige delen av Nordsjøen (fra 2009). Analysene av disse dataene viser at det er ferskt og varmt kystvann mot øst, med relativt høye pH-verdier og lave pCO2-verdier, altså relativt lite surt vann. Dette er som forventet, midt i den biologisk aktive perioden om sommeren.

Langt ut i havet mot vest er vannet mindre surt enn langs kysten. Her er det salt atlanterhavsvann med høyere pCO2-verdier, men likevel er pH-verdien her høyere enn langs kysten. Det skyldes at vannet har høyere alkalinitet enn det ferske vannet langs kysten, og dermed har større motstandskraft mot forsuring. 

Alt dette viser at det er store geografiske og tidsmessige variasjoner i CO2-innhold og pH-verdier i Nordsjøen og Skagerrak. Det gjør det vanskelig å påvise en langsiktig trend for havområdet. Forskerne har derfor så langt ikke har klart å påvise en sikker trend, men i 2016 så de for første gang en indikasjon på økt CO2 og redusert pH i bunnvannet i Skagerrak2. Det trengs flere år med observasjoner for å påvise hva som er årsaken. 

Årsaker til trendene

Etter flere års overvåking i Skagerrak ser vi for første gang en svak forsuringstrend  i bunnvannet. At det har tatt så mange år å se en trend skyldes at overvåkingen foregår i områder med stor naturlig variasjon i pH og CO2-innhold, der det er krevende å finne ut om det skjer langsiktige endringer i tillegg til den naturlige variasjonen. I Nordsjøen er det fram til nå ikke påvist noen sikker trend i havforsuring, men her har vi få overvåkingsdata.

I mange andre havområder er det vist at pH er på vei ned og at CO2-innholdet øker. For eksempel viser overvåkningsdata i Norskehavet at det foregår en relativt rask forsuring i dette havområdet34. Dette skyldes i hovedsak økt CO2-innhold i vannet som følge av menneskeskapte CO2-utslipp til atmosfæren. Klimaendringene som gir økt nedbør, mer issmelting og økt avrenning fra elver, svekker i tillegg havets evne til å nøytralisere forsuringen.

Det er god grunn til å tro at en liknende utvikling også er i gang i Nordsjøen og Skagerrak, selv om det foreløpig har vært vanskelig å påvise disse endringene.

Hva er konsekvensene?

Norske havområder er spesielt utsatt for havforsuring, særlig lengst i nord. CO2-innholdet i atmosfæren forventes å øke framover, og havforsuring forventes derfor å bli et økende problem i årene som kommer. Den eneste måten å løse dette på er å redusere de menneskeskapte utslippene av CO2 så mye at CO2-innholdet i atmosfæren blir redusert. 

Når havet blir surere, blir det mindre karbonat, som er en viktig byggekloss for mange marine dyr og alger som bygger kalkhus. Kaldtvannskoraller er særlig sårbare når havet blir surere og kan i verste fall dø ut eller bli utkonkurrert av andre arter som tåler forsuringen bedre. Langs kysten av Nordsjøen og Skagerrak finnes det forekomster av korallrev dannet av kaldtvannskoraller.  Hvis den nederste, døde delen av revstrukturen løses opp på grunn av surt hav, vil hele revet stå i fare for å kollapse.

I tillegg vil lavere pH-verdi øke konsentrasjonen av hydrogenioner, noe som også kan påvirke organismer som ikke danner kalkskall.

Mer om overvåkingen

Vil du vite mer om hvordan overvåkingen skjer, kvalitet og usikkerhet ved dataene osv. kan du lese mer her: