Itämeren suolapulssi

Itämeren suolapulssi () tarkoittaa suurta suolaisen veden sisäänvirtausta Pohjanmereltä Itämereen Tanskan salmien kautta. Itämerellä tiheä valtamerivesi painuu pohjaan ja etenee pitkin merenpohjaa työntäen syvänteiden usein vähähappisen veden tieltään. Samalla se kuljettaa syvänteisiin hapekkaampaa vettä. Pulssit ovat tärkeitä Itämeren ekosysteemille, koska ne helpottavat muuten huonosti sekoittuvan meren syvänteissä usein vallitsevaa happikatoa ja ehkäisevät samalla sisäisen kuormituksen aiheuttamaa rehevöitymistä.

lang=fi|thumb|Itämeren kaksikerroksinen kiertoliike esitettynä kaaviokuvana. Suolapulssit tuovat Pohjanmeren suolaista vettä Itämereen Tanskan salmien kautta. Pohjaan painuva tiheä valtamerivesi etenee pitkin merenpohjaa pohjoiseen syrjäyttäen syvänteissä olevan vähähappisen veden.|400x400px

 Suolapulssin syntyminen 

Itämeren vesi on vähäsuolaista murtovettä. Itämereen sataa ja virtaa sen valuma-alueen jokien tuomana yhteensä noin 550 kuutiokilometriä makeaa vettä vuodessa. Itämerestä haihtuu ilmakehään vuodessa vain noin 100 km³ vettä. Vuosittainen makean veden ylimäärä on siis noin 450 km³ eli kaksi prosenttia Itämeren kokonaistilavuudesta. Koska pitkällä aikavälillä Itämeren pinta pysyy vakiona, vesiylimäärä valuu Tanskan salmien kautta Pohjanmereen. Aika ajoin tapahtuva vastakkaissuuntainen virtaus Pohjanmereltä Itämereen estää Itämeren muuttumisen vähitellen makeanveden altaaksi.

Suolapulssin sanotaan tapahtuvan, kun Darssin kynnyksen (Belttien meri) ja Drogdenin kynnyksen (Juutinrauma) poikkileikkauksen yli tapahtuu voimakasta suolaisen veden ylivirtaamaa Pohjanmereltä Itämereen. Tällainen virtaus tuhoaa lähes kokonaan suolakerrostuksen kynnysten alueelta useiden päivien ajaksi. Yleensä sisäänvirtaustapahtuman täytyy kestää vähintään viisi vuorokautta, jotta se luokiteltaisiin suolapulssiksi. Erittäin voimakkaiden tapahtumien aikana Itämereen saapuu yli 100 km³ valtameren suolaista vettä, kun taas heikompien suolapulssien aikana tilavuus on alle 100 km³, keskimäärin kuitenkin noin 70 km³.

Suolapulsseja syntyy etenkin talvella ja kevättalvella, koska tällöin sääolosuhteet ovat otollisimmat suolaisen veden sisäänvirtaukselle. Ensin Itämerellä täytyy vallita itä- ja kaakkoistuulet 20–30 vuorokauden ajan, jolloin sadanta Itämeren valuma-alueella vähenee, altaan ulosvirtaama tehostuu, ja merenpinta alenee. Ennen suolapulssin tuloa Itämeren pinta on tyypillisesti keskimäärin n. 26 senttiä tavanomaista alempana. Sen jälkeen alkaa noin kuukauden mittainen länsituulijakso, jonka aikana Kattegatin merenpinta nousee ja paine-erot pakottavat suolaisen Pohjanmeren veden kapeiden Tanskan salmien läpi. Koko sisäänvirtausprosessin aikana Itämeren pinta nousee keskimäärin n. 59 cm, josta 38 cm valmistelevana ajanjaksona ja 21 cm varsinaisen suolapulssin aikana. Varsinainen suolapulssi kestää tyypillisimmin 7–8 vuorokautta.

On esitetty, että esimerkiksi suolapulssien kannalta kriittiselle alueelle Darssin kynnykselle sijoitetut tuulivoimalat saattavat häiritä suolapulsseja.

 Suolapulssien esiintyminen 
lang=fi|thumb|Itämeren suolapulssien kaksi pääaikasarjaa. Uudempi, DS5-aikasarja (vihreät palkit ylempänä, Mohrholz 2018), perustuu Darssin kynnykseltä tehtyihin havaintoihin ja esittää kaikki yli 5 päivää kestäneet suolaisen veden sisäänvirtaustapahtumat. Vanhempi FM96-aikasarja (siniset palkit alempana, Fischer and Matthäus, 1996) sisältää aukkoja havainnoissa vuoden 1976 jälkeen, jolloin majakkalaiva Gedser Rev lopetti suolaisuusmittaukset. Uudempi aikasarja näyttää syklistä vaihtelua suolapulssien esiintymisessä n. 30 vuoden jaksoilla.|407x407px
Suolapulssin syntyminen vaatii tietynlaiset, melko harvoin esiintyvät sääolosuhteet. Vuosina 1897–1976 suolapulsseja havaittiin noin 90 kpl, keskimäärin kerran vuodessa. Ajoittain esiintyy jopa vuosien mittaisia täysin suolapulssittomia jaksoja. Suuria, syvänteiden vedet uudistavia pulsseja esiintyy keskimäärin vain kerran kymmenessä vuodessa.

Erittäin suuria suolapulsseja on sattunut vuosina 1897 (330 km3), 1906 (300 km3), 1922 (510 km3), 1951 (510 km3), 1993/94 (300 km3) ja 2014/2015 (300 km3). Suuria pulsseja on puolestaan havaittu vuosina 1898 (kahdesti), 1900, 1902 (kahdesti), 1914, 1921, 1925, 1926, 1960, 1965, 1969, 1973, 1976 ja 2003. Joulukuussa 2014 alkanut suolapulssi oli kaikkien aikojen kolmanneksi suurin suolapulssi Itämerellä. Vain vuosien 1951 ja 1921/1922 pulssit olivat sitä suurempia.

Aikaisemmin on luultu, että suolapulssien määrässä olisi tapahtunut aito väheneminen vuoden 1980 jälkeen, mutta hiljattain tehdyt tutkimukset ovat muuttaneet käsitystämme suolapulssien esiintymisestä. Etenkin majakkalaiva Gedser Revin lopetettua säännölliset suolaisuusmittaukset Belttien merellä vuonna 1976 on suolaisuusmittausten antama kuva pulsseista jäänyt vajavaiseksi. Itämeren Leibniz-tutkimuslaitoksessa (Warnemünde, Saksa) on laadittu päivitetty aikasarja, jossa havaintoaukot on täydennetty, ja joka kattaa suuret suolapulssit ja erilaiset pienemmät suolaisen veden sisäänvirtaustapahtumat noin vuodesta 1890 nykypäivään saakka. Päivitetty aikasarja perustuu suoriin virtaustietoihin Darssin kynnykseltä, eikä siinä enää näy selvää muutosta suolapulssien yleisyydessä tai voimakkuudessa. Sen sijaan suolapulssien voimakkuudessa tapahtuu syklistä vaihtelua noin 30 vuoden jaksoilla.

 Vaikutukset Itämeren tilaan ja ekosysteemiin 

Suolapulssit ovat ainoa luonnollinen ilmiö, joka kykenee hapettamaan Itämeren syvän suolaisen veden, joten niiden esiintyminen on meren ekologisen tilan kannalta keskeistä. Suolapulssien suola ja happi vaikuttavat keskeisesti Itämeren ekosysteemeihin, mereisten kalalajien kuten turskan lisääntymisolosuhteisiin, makeanveden ja mereisten lajien jakaumaan, sekä Itämeren biodiversiteettiin.Climate Change in the Baltic Sea. 2021 Fact Sheet. Baltic Sea Environment Proceedings n°180. HELCOM/Baltic Earth 2021. 

Suolapulssien tuoma raskas suolainen vesi etenee Itämeren pääaltaassa hitaasti pohjaa pitkin muutaman kilometrin päivävauhdilla, ja puskee edellään pohjan syvävettä altaasta toiseen. Vaikka Pohjanmereltä kulkeutuu Itämereen jonkin verran happea, vain pieni osa syvänteitä uudistavasta hapesta on peräisin Tanskan salmilta. Itämeren lounaisissa altaissa (Arkonan allas, Bornholmin allas) esiintyyy happea jo ennestään, mutta suolapulssi kaappaa sitä mukaansa ja ohjaa sitä kohti Itämeren syvänteitä. 

Itämereen vuosina 2014, 2015 ja 2016 saapuneiden suolapulssien vaikutukset näkyivät syyskuussa 2016 happitilanteen paranemisena Gotlannin itä- ja eteläpuolisilla syvännealueilla. Itämeren hapeton pohja-alue oli tuolloin kesään 2014 verrattuna huomattavasti pienentynyt, mutta koko pääaltaan rikkivetypitoista syvää vettä pulssit eivät olleet kyenneet hapettamaan. On havaittu, että suolapulssin syöttämä happi kulutetaan pääaltaassa joka kerta nopeammin. Vuonna 1993 happitäydennys kulutettiin noin 17 kuukaudessa, vuonna 2003 noin 13 kuukaudessa ja vuonna 2015 vain kuudessa kuukaudessa. 

Itämeren pohjan hapenkulutus on voimakasta pitkittyneen ravinnekuormituksen sekä ilmastonmuutoksen vaikutusten vuoksi, ja vaikka yksittäinen suolapulssi kykenisi hapettamaan sekä syväveden rikkivedyn että ammoniakin, vaadittaisiin useampi peräkkäinen pulssi happipitoisuuden nostamiseksi tyydyttävälle tasolle. Ns. "happivelan" arvioitiin vuonna 2020 olevan noin 20 miljoonaa tonnia, eli tämän verran happea suolapulssien mukana pitäisi kulkeutua pääaltaalle, jotta sen happipitoisuus nousisi vuoden 1993 pulssien jälkeen havaitulle tasolle 3 mL/L. Yksittäisen 200 km³ suolapulssin mukana happea kulkeutuu noin 2 miljoonaa tonnia.

Pienemmätkin suolaisen veden sisäänvirtaukset parantavat Itämeren happitilannetta, mutta pääaltaan syvävesi uudistuu vain kaikkein isoimpien suolapulssien vaikutuksesta. Noin 30 % suolan kuljetuksesta Itämereen tapahtuu kuitenkin ympärivuotisesti, pienempien sisäänvirtaustapahtumien ajamana.

 Vaikutukset Suomen rannikolla 
Suolapulssit hapettavat Itämeren pääaltaan syvänteiden vesiä, mutta samalla työntävät vanhaa suolaista, hapetonta ja hyvin ravinteikasta vettä Suomenlahdelle. Tutkijat arvioivat, että ravinnemäärän kasvun takia Suomenlahdelle voi olla tulossa erittäin pahoja sinileväkukintoja kesinä 2017 ja 2018. Joulukuussa 2018 sinilevää havaittiin Suomenlahdella myös keskellä talvea. Pohjanlahdella tällaista vaikutusta tuskin nähdään, koska Itämeren pääaltaan suolainen ja ravinteikas syvä vesi ei pääse merkittävästi virtaamaan pääaltaasta Pohjanlahdelle sen suulla sijaitsevien matalikkojen (merenpohjan kynnysten) vuoksi. (Yksityishenkilön blogi, alkup. lähde MMM 1999 Heikki Pitkäsen ja Lea Kaupin kirjoitus) Huomattavien leväkukintojen muodostuminen myös Selkämeren eteläosaan on siitä huolimatta mahdollista. Mikäli tulisi suolapulssi, jonka vaikutukset ulottuisivat myös Selkämerelle, sen seuraukset voisivat Syken ryhmäpäällikön mukaan olla Selkämerelle katastrofi.

Saaristomeren tutkimuslaitoksen mukaan vuonna 2014 ja sen jälkeen tulleiden suolapulssien vaikutus oli kesään 2016 mennessä Suomen etelärannikolla pienempi kuin oli odotettu. Elokuussa 2016 Saaristomeren tutkimuslaitos esitti kaksi vaihtoehtoista selitystä siihen, mistä tämä johtui. Ensimmäisen vaihtoehdon mukaan Pohjanmereltä Itämereen virrannut vesi oli ehkä arvioitua lämpimämpää, jolloin suolaisempi vesi ei olekaan painunut pohjaan vaan jäänyt johonkin vesikerrokseen. Toisen selityksen mukaan lämmenneiden talvien ja lisääntyneiden sateiden takia Itämeri on talvisinkin piripinnassa, ja sieltä valuu aiempaa enemmän makeaa vettä Pohjanmereen. Siksi suolapulssin mukana on ehkä vastaavasti tullut aiempaa enemmän Itämeren valumavesien jo laimentamaa vettä, joka ei olekaan ollut yhtä suolaista kuin aiemmin.

Marraskuussa 2016 suolapulssien vaikutukset kuitenkin havaittiin Helsingin ympäristökeskuksen mittauksissa Suomenlahdella selvästi kohonneina suolapitoisuuksina. Veden suolaisuus pohjan lähellä oli 8,03 promillea, kun normaalit arvot tuohon vuodenaikaan ovat noin 5,5–6,0 promillea. Helsingin ympäristökeskus on mitannut meriveden suolapitoisuuksia vuodesta 1967 lähtien, ja mitattu suolapitoisuus oli koko mittaushistorian korkein.

 Vaikutukset Itämeren eliöihin 
Suolapitoisuuden nousu pohjoisella Itämerellä suosii kalalajeja, joilla on merellinen alkuperä. Turskan ja kampelan levinneisyyttä meriveden suolaisuuden kasvu voi siten vahvistaa. Kääntäen jotkut makean veden kalat saattavat kärsiä. Varsinkin särki on herkkä suolalle, koska särjen kutu vaatii vettä, jonka suolapitoisuus on alle kolmen promillen. Yleisesti ottaen suolaisen veden leviäminen ei ole uhka nykyiselle kalastolle. 

 Lähteet 

Luokka:Itämeri