Poziom Bałtyku był najniższy w udokumentowanej historii. Badaczki z UG tłumaczą, o co chodzi z wlewami [WIDEO]

Na początku roku woda w Morzu Bałtyckim opadła do najniższego poziomu w historii pomiarów, prowadzonych od 1886 roku. Średnie poziomy Bałtyku były o 67 cm niższe od wieloletniej normy, a z akwenu ubyło około 275 km3 wody, czyli niemal 275 miliardów ton. Informacje, które na ten temat opublikowała wówczas Polska Akademia Nauk, spotkały się z niepokojem i pewną sensacją, chociaż wymiana wody między Morzem Bałtyckim a Morzem Północnym przez Cieśniny Duńskie jest procesem naturalnym. Gospodarka Morska zapytała o pływy badaczki Bałtyku z Uniwersytetu Gdańskiego – prof. dr hab. Dorotę Burską i dr Halinę Kendzierską z Wydziału Oceanografii i Geografii UG w Gdyni.

Miniona zima była na tle dekady wyjątkowo surowa. Utrzymujące się przez wiele tygodni mrozy, sięgające na polskim Wybrzeżu poniżej -20 °C, doprowadziły do największego od lat zlodzenia na całym Morzu Bałtyckim. Estończycy otworzyli po lodzie drogi dla samochodów, promy do Szwecji doświadczały niemałych trudności w żegludze, a na plaży w Mikoszewie pojawiły się lodowe torosy, których wysokość miejscami sięgała 2,5 metra. Jeszcze na początku lutego w Gdańsku zmarzła Motława, która stała się placem zabaw dla setek mieszkańców miasta oraz turystów. Obrazki z dwóch weekendów masowego łyżwiarstwa, spacerów, a nawet rowerowych przejażdżek na tafli rzeki, biły rekordy popularności w największych zagranicznych mediach i na portalach społecznościowych. Polska i Bałtyk znów stały się słynne dzięki swojej zimie i to w jak najbardziej pozytywnym świetle.

W tym czasie, po cichu z Naszego Morza ubywało wody, która wypływała do Morza Północnego. To naturalny proces i nie powinien budzić zdziwienia. W tym przypadku jednak ubytek był znaczący, bo największy w udokumentowanej historii. Tę sytuację spowodował cały zbiór czynników meteorologicznych. Silny wschodni i północny wiatr spychał wody Bałtyku ku zachodowi, uzupełniał go w tym układ wysokiego ciśnienia nad Półwyspem Skandynawskim, który wodę przesuwał na południe (opadające cieśniny Archipelagu Sztokholmskiego odkryły niewidziane od dawna kilkusetletnie wraki), a silny mróz doprowadził do zwarcia w lód znacznych obszarów morza. Powody i fakt ubycia wody z Bałtyku nie były więc niczym niezwykłym. Zaskakująca i warta uwagi opinii publicznej była jednak ich skala.

Badaniem tego zjawiska zajmuje się w Polsce kilka instytucji, w Trójmieście są to Instytut Oceanologii PAN w Sopocie oraz Wydział Oceanografii i Geografii UG. Woda do Bałtyku zaczęła powoli wracać, co potwierdzają prowadzone przez naukowców pomiary. Obserwacje w Basenie Arkońskim  (wody pomiędzy Wyspami Duńskimi, przylądkiem Arkona na Rugii, Bornholmem i południem Szwecji) wykazały nagłe zwiększenie zasolenia, co jednoznacznie wskazuje na wpływ z Morza Północnego. Nowa, chłodna woda z tego akwenu zawiera nie tylko więcej soli, ale też więcej tlenu, który działa zbawiennie na ekosystem Bałtyku, o którym wiadomo, że brakuje w nim tego życiodajnego pierwiastka.

Jak tłumaczyła w rozmowie z Gospodarką Morską dr Halina Kendzierska, oceanografka z UG, brakiem tlenu dotknięte są szczególnie najgłębsze obszary morza.

– Zasilanie Morza Bałtyckiego wlewami reguluje sytuację bardzo pozytywnie, zwłaszcza w Basenie Bornholmskim, w obszarze Basenu Arkońskiego i generalnie w południowej części morza. W zależności od tego, czy ten wlew będzie niósł bardzo dużą ilość tlenu, może on dotrzeć również do Zatoki Gdańskiej i odświeżyć wodę nad dnem w tym rejonie. W zjawisku wlewów bardzo ważne jest to, że są to wody o większym zasoleniu niż to, które normalnie mamy w rejonie Morza Bałtyckiego. Takie zasolenie na poziomie kilkunastu PSU (promili) obserwujemy właściwie albo w zachodniej części Morza Bałtyckiego, albo w tych obszarach największych głębi. Woda zasolona o większej gęstości znajduje się w dużych masach nad dnem, w obszarach głębokich i jeżeli wody z Morza Północnego wejdą, to niejako będą ścielić się po dnie lub docierać do różnych warstw, w zależności od ich gęstości – mówiła badaczka Bałtyku.

Ilości tlenu, soli oraz ryb, które mogą zostać zaciągnięte wraz z wlewem przez Cieśniny Duńskie nie doprowadzą jednak do przełomu w ekosystemie Bałtyku. Ryby i zwierzęta wodne, które dostaną się do Morza Bałtyckiego to często przedstawiciele gatunków, które na co dzień żyją w tych wodach. Zdarza się jednak, że podczas wpływu znajdą się tutaj organizmy nowe, których obecność nie będzie miała charakteru stałego. Wśród nich są na przykład wieloszczety, których przedstawiciele znajdują się w Bałtyku, ale nie rozmnażają się tutaj i nie tworzą populacji, z racji zbyt niskiego zasolenia. W czasie wlewu znaczne ilości tlenu mogą dotrzeć nawet na obszary dalekiej północy morza. O ile są to wydarzenia, które nie zmieniają chemii morskiej na stałe, przyczyniają się do zwiększonego rozrodu wielu organizmów. Chodzi np. o gatunek małża Cyprina Arctica islandica wymagającego wyższego zasolenia. Poprawa warunków tlenowych w strefach głębokowodnych pozwoliłaby na zasilenie ich przez bezkręgowce takie, jak rogowiec bałtycki, lub skorupiak podwój wielki. To zwierzęta szczególnie ważne z punktu widzenia ludzkiej gospodarki, ponieważ żywią się nimi dorsze, czyli szczególnie interesujące nas ryby.

– Dorsz wymaga specjalnego układu warunków, które nazywamy wodą dorszową, o zasoleniu minimum 11. Przypomnę, że zasolenie w powierzchniowych wodach Zatoki Gdańskiej to 7, czasami nieznacznie mniej, a czasami więcej. Zależy to od wpływu opadów, a woda dorszowa musi mieć wystarczającą, a wręcz dużą ilość tlenu. Jeżeli mamy takie warunki w kolumnie wody, to dają one możliwość skutecznego rozrodu dorsza. Jeżeli te warunki, także głęboko, nad dnem będą się utrzymywały, sukces rozrodu będzie większy. Natomiast jeżeli w strefie dna mamy warunki beztlenowe (nawet z wystarczającym zasoleniem) a jajeczka dorsza będą opadały, to nie mają szansy na przeżycie w warunkach beztlenowych. Generalnie w Morzu Bałtyckim niedobory tlenowe, są zjawiskiem naturalnym w jego najgłębszych strefach – podkreśla dr Kendzierska.

To zjawisko zostało jednak spotęgowane przez działalność człowieka, który dostarczył do Morza Bałtyckiego ogromną ilość substancji odżywczych z nawozów sztucznych. Chociaż okres najbardziej intensywnego spływu azotu i innych nawozów przypadł już około 50 lat temu, wiele czynników wpływa na to, że strefy beztlenowe i pozbawione życia (nazywane pustyniami azoicznymi) jako zjawisko narastają, pomimo wpływów z Morza Północnego.

– Wynika to z faktu, że nawet jeżeli docierają tam wody z wlewu, przykładowo do Głębi Gotlandzkiej, często już nie mają one tlenu. Jest on skonsumowany w odbywających się po drodze procesach chemicznych, zanim jeszcze dotrze do tego obszaru. Obecność nowego źródła w postaci dopływu wód o dużym zasoleniu może wręcz przyczyniać się do podtrzymywania zjawiska niedoborów tlenowych w tej strefie. Dlatego, że głównym problemem związanym z ich występowaniem, poza dużą ilością substancji odżywczych, jest stratyfikacja wody, czyli jej podział na dwie strefy. Wynika on z gęstości wody, czy z temperatury, czy z zasolenia - mamy osobną strefę w wodach powierzchniowych i drugą w wodach przydennych, które niełatwo się mieszają. Właściwie ten proces jest niewielki i żeby mogło dojść do odświeżenia wód przydennych w strefach najgłębszych, potrzebny właśnie jest taki wlew. On jest bardzo ważny, natomiast jeżeli dociera do tego obszaru już pozbawiony tlenu po drodze, będzie  zjawisko niedoborów tlenu w strefie dna niejako potęgował, utrzymując stratyfikację wynikającą z różnicy gęstości wód – stwierdza dr Halina Kendzierska.

Okazuje się, że dla Morza Bałtyckiego lepsze od jednego dużego wlewu jest kilka, nawet dużych, oddzielnych wlewów. Wynika to z faktu, że wielki wlew, mógłby doprowadzić do przesunięcia pozbawionych tlenu mas wody na płytsze obszary. To powoduje sytuacje, w których woda pozbawiona tlenu oddziela strefy natlenione. Takie zjawisko obserwowano w Głębi Gotlandzkiej. Może to zmuszać niektóre gatunki zwierząt do migracji na płytsze wody, ale też powodować masową śmiertelność tych, które się nie przemieszczą. W przypadku np. Głębi Gdańskiej pozytywnie przyczynił się wlew z przełomu lat  2014-2015. 

Badanie Morza Bałtyckiego, szczególnie jego obszarów należących do Polski, ma nieocenione znaczenia dla obecności morza w powszechnej świadomości mieszkańców państwa. Bałtyk nie tylko przylega do najdalej wysuniętych obszarów kraju, ale jest ich integralną częścią, którą należy opisywać, chronić i odpowiedzialnie wykorzystywać. 

– Obecnie, ponieważ obszar ten cieszy się dużym zainteresowaniem, Morze Bałtyckie zaczęto dostrzegać i bardzo nas to cieszy. Oczywiście np. rozwój morskiej energetyki wiatrowej ma ogromne znaczenie. Natomiast nie może się odbywać całkowicie kosztem środowiska. Dlatego skupiamy dużo uwagi na obszarach chronionych, najcenniejszych. W swoich badaniach staramy się pokazać ich rolę i znaczenie oraz gdzie one właściwie są, tak żeby na pewno na rozwoju społecznym i gospodarczym aż tak mocno nie ucierpiało środowisko. W Morzu Bałtyckim, chociażby na przykładzie eutrofizacji wiemy, że w porównaniu do środowiska lądowego zmiany, do których my doprowadzimy, są o wiele trudniejsze do cofnięcia. O ile to w ogóle możliwe. To, co do morza trafia i zmiany, które w nim zajdą, zostają tam. Często mogą nie mieć aż tak ogromnego znaczenia, natomiast na przykładzie procesu eutrofizacji widać, że mogą być kluczowe z perspektywy nie tylko obszarów przybrzeżnych, strefy, gdzie mamy turystykę i połowy. Najlepiej pokazuje to przykład dorszy – podkreśla dr Halina Kendzierska.

Eutrofizacja – naturalny proces, spotęgowany przez człowieka

Braki tlenu w Morzu Bałtyckim w strefie głębokowodnej oraz występująca eutrofizacja są naturalne dla tego typu akwenu, śródlądowego z dużym dopływem rzecznym. Jednak jest to proces bardzo powolny, trwający setki lat. Intensywność tego zjawiska została zwiększona przez działalność człowieka i obecnie trudno o jego złagodzenie, a tym bardziej powstrzymanie. Eutrofizacja to po prostu użyźnianie wody, przez substancje odżywcze, spływające do akwenu z zewnątrz. Najintensywniejszy okres spływania do Bałtyku fosforowych i azotowych nawozów sztucznych przypada na drugą połowę XX wieku. Od lat 80. XX wieku rozpoczęto międzynarodowe wysiłki na rzecz powstrzymania tego procesu. Jak zauważa prof. Dorota Burska, najwięcej substancji odżywczych spłynęło do Bałtyku z jego południowych wybrzeży, czyli również z Polski. Bierze się to z faktu, że obszary te są intensywnie wykorzystywane do rolnictwa, inaczej niż skaliste i chłodne wybrzeża północne. Wpływ na skalę eutrofizacji nad naszą częścią morza ma również większa liczba ludności i gęstość zaludnienia.

– Wpływ na to ma również przemysł, głównie spożywczy. Obecnie jest on czystszy niż kiedyś, dzięki restrykcyjnym przepisom […]. Natomiast ciągle największym źródłem azotu i fosforu pozostają gospodarstwa domowe, ścieki komunalne. Poczyniono w tym zakresie postępy, bo mamy świetne oczyszczanie ścieków. Jeśli policzy się ładunki dostarczane rzekami, to od lat 90. ubiegłego wieku ilość fosforu zmniejszyła się dwukrotnie. Obecnie wprowadzamy około 8-9 tysięcy ton rocznie. Również ilość azotu zmniejszyła się o około 30% – stwierdziła prof. Burska. 

Ograniczenie dopływu azotu i fosforu do Bałtyku, nie przyniosło oczekiwanych efektów. Po pierwsze dlatego, że morze to jest naturalnie podatne na degradację, po drugie dlatego, że stratyfikacja jego wód przebiega nie tylko pod względem obecności tlenu i innych substancji, ale przede wszystkim gęstości poszczególnych warstw. W Bałtyku przydenna warstwa wody potrafi być 2,5 razy gęstsza niż w oceanach. Oprócz tego występuje sezonowa stratyfikacja termiczna. To wszystko powoduje, że wody z różnych warstw niełatwo się mieszają. W warunkach beztlenowych  obecna jest coraz większa ilość fosforu w wodzie, również względem azotu.  Prof. Burska podkreśla, że o ile korzystające z tego rośliny są dla człowieka niegroźne, to dysproporcja pomiędzy fosforem a azotem przyczynia się do wzrostu ilości cyjanobakterii, powszechnie znanych jako sinice. 

–  Zatem sytuacja jest skomplikowana. Czy wlewy są dobre? I tutaj zgadzam się, że jeśli występują z dobrą częstotliwością, to one nie dopuszczą do uwalniania fosforu z osadów, a mamy tam złożone sporo, bo dokładaliśmy przez przede wszystkim XX, ale i XXI wiek. Należy jednak pamiętać, że wlewy wypychają wody przydenne, zasobne w fosfor i inne substancje chemiczne na powierzchnię. Dzięki temu są one ponownie dostępne, stymulując produkcję pierwotną. W warunkach tlenowych fosfor opada na dno w postaci minerałów, wiązany jest w osadach i naturalnie on ogranicza produkcję pierwotną. Jest go po prostu mało w wodzie 

Na  żyzność zbiorników wodnych  wpływa również zmiana klimatu, zwłaszcza temperatura. Sinicom sprzyjają cieplejsze lata i mało intensywne mieszanie się wody. Prof. Burska podkreśla również, że w przypadku mórz, w porównaniu np. do lasów, zauważanie i reagowanie na problemy zajmuje znacznie więcej czasu i wymaga trudniejszych badań. Oceanografka stwierdza jednak, że sytuacja w Morzu Bałtyckim poprawia się również dzięki temu, że wpływające do niego wody, są znacznie czystsze, niż dawniej. Wciąż trwają też próby odzyskania zalegających na dnie pokładów fosforu. Takie próby podejmowane są już przez naukowców ze Szwecji i Finlandii. Podobne prace są też prowadzone w Polsce, bo fosfor jest pierwiastkiem krytycznym i zależy nam na jego pozyskiwaniu. Obecnie stosuje się technologie, które wiążą fosfor w osadach, bez możliwości wydobycia.   Jest to jednak niekorzystne z ekologicznego punktu widzenia. Znane techniki pozyskiwania fosforu ze zbiorników są naprawdę skuteczne w jeziorach, oczywiście wielokrotnie mniejszych i płytszych od morza. W tej dziedzinie z polskimi oceanografami szczególnie współpracuje Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego. Istnieją również firmy, które starają się rozwijać technologię i sposoby wydobywania fosforu z dna zbiorników wodnych. Sukces tych wysiłków zależy również od zaangażowania nadmorskich społeczności i państwa, które może dysponować pieniędzmi na ten cel. 

Z Bałtyku minionej zimy ubyło 275 km3 wody. Prof. Dorota Burska uspokaja, że nawet gdyby wlew z Morza Północnego nie wypełnił tej luki, zrobią to opady i wpływy z rzek. Zatem w związku z najniższym poziomem w znanej historii, Bałtyku nie grozi jeszcze zanik.–  Wymiana między morzami odbywa się cały czas. Mamy odparowanie i mamy dostarczanie z rzekami, z wodami podziemnymi, czyli ten bilans wód jest ustalony i generalnie dodatni. Mogą występować różnice w poziomie morza, które zależą od aktualnie wiejących wiatrów, które spowodowały właśnie nadwyżkowy odpływ z Morza Bałtyckiego. Może też dojść do nadwyżkowego dopływu. W ciągu kilku miesięcy sytuacja się zazwyczaj wyrównuje i nie obserwujemy jakichś szczególnych zmian w poziomie wody. Zatem tutaj w przypadku takiego nadmiernego odpływu nie spodziewałabym się niczego groźnego. Oczekujemy, że wody naturalnie wyrównają swój poziom, jak to w naczyniach połączonych. Ze względu na dodatkowe deszcze czy inne opady, które będą docierały, z obszaru zlewni. Wciąż też musi rozpuścić się cały lód na Bałtyku, także poziom w miarę szybko się wyrówna – przewiduje prof. Dorota Burska z Wydziału Oceanografii i Geografii UG.