Tukholman yliopiston tutkimusalus Electra vierailulla Tvärminnessa

On kesäkuun ensimmäinen päivä ja kesä on juuri alkanut, mutta tutkimusalus Electran kannella on kylmä. Lahdella Tvärminnen eläintieteellisen aseman edustalla Hangossa tuulee navakasti, kymmenen metriä sekunnissa. Seisomme yläkannella ja värisemme hieman luoteistuulessa. Tai ehkä siksi, että meitä jännittää miten koepalojen otto on onnistunut.

– Savea ihan pohjaan saakka, sanoo meribiologi Joanna Norkko, joka seisoo vieressäni ja seuraa alakannella tehtävää työtä.

– Putki työntyy siis pohjaan koko pituudeltaan juuri niin kuin sen pitääkin, hän selventää.

Alakannella kolme tutkijaa touhuaa kuusi metriä pitkän teräsputken parissa. He ottavat merenpohjan sedimentistä paloja niin kutsutulla mäntäluotaimella. Ensimmäinen yritys aikaisemmin samana päivänä epäonnistui. Putki työntyi vain puoli metriä pohjan sedimenttikerrokseen. Ehkä se osui merenpohjassa olevaan kallioon.

Päivän toinen yritys näyttää onnistuvan. Electran teknikot Draupnir Einarsson ja Mattias Murphy vinssaavat parhaillaan pohjasta otettua koepalaa ylös.

Putkenmuotoisella sedimentinottimella pohjasta saadaan kuusi metriä pitkiä sedimenttipaloja.

– Teräsputki työntyy pohjaan painovoiman avulla, sillä laite painaa puolisen tonnia, toteaa Tukholman yliopiston Itämerikeskuksen johtaja Tina Elfwing pitäessään samalla alakannen tapahtumia tarkasti silmällä.

Sedimentti – toisin sanoen liete, sora ja savi – kerätään teräsputken sisällä olevaan muoviputkeen. Kun teräsputki nostetaan ylös, leikataan muoviputken sisältö helposti käsiteltäviksi metrin pituisiksi pätkiksi, jotka viedään laboratorioon tarkempaa analyysia varten.

Linkki: Sedimenttinäytteen poikkileikkaus ja tietoa siitä, mitä tutkijat ovat löytäneet Pohjanlahdelta otetusta näytteestä. (englanniksi)

Tuhatvuotinen ympäristöarkisto

Tutkijoille sedimentti muodostaa ympäristöarkiston, josta saa tietoa Itämeren historiasta. Pohjakerroksesta paljastuu esimerkiksi historiallisia leväkukintoja ja hapenpuutetta, ja ne ovat tärkeitä eroteltaessa Itämeren luonnollisia muutoksia ihmisen toiminnan aiheuttamista muutoksista.

– Tässä osassa Itämerta merenpohja kasvaa viitisenkymmentä senttiä sadassa vuodessa, biogeokemian professori Christoph Humborg kertoo.

Tämä tarkoittaa, että tutkijoiden pohjasta kannelle nostaman kuusimetrisen sedimenttinäytteen vanhin osa oli merenpohjaa noin tuhat vuotta sitten. Miksi merenpohja sitten kohoaa tällä tavoin?

– Kaikki pohjaan vajoava, esimerkiksi kasvi- ja eläinplanktonit, kerääntyy pohjalle ja muodostaa uusia kerroksia, professori Alf Norkko selittää.

Itämeren tekee mielenkiintoiseksi se, että sen pohja kasvaa nopeammin kuin valtamerien syvät pohjat.

– Valtamerien syvyyksissä organismit hajoavat tai ne syödään, ennen kuin ne ehtivät pohjalle. Itämeren matalissa vesissä suuri osa päätyy sen sijaan pohjalle, Alf Norkko kuvailee.

Sillanrakennusta Itämeren yli

Electran Tvärminnen-vierailu on osa Helsingin ja Tukholman yliopistojen strategista yhteistyötä Itämeren-tutkimuksessa, jota kutsutaan nimellä Baltic Bridge -yhteistyö.

– Pohjoismaiden tutkimusyksiköt ovat niin pieniä, että niiden on järkevä tehdä yhteistyötä. Näin hyödymme toistemme asiantuntemuksesta ja infrastruktuurista, Christoph Humborg sanoo.

Suomen ja Ruotsin välinen tutkimusvaihto on tehostunut siksikin, että Humborg nimitettiin vastikään vierailevaksi professoriksi Tvärminneen ja Alf Norkko puolestaan vastaavaan tehtävään Itämerikeskukseen.

Yhteistyön tarkoituksena on yhdistää Itämerikeskuksen matemaattinen mallinnustaito Tvärminnen tutkijoiden lajientunnistustietoon ja osaamiseen ekologisten prosessien alalla.

– Olemassa olevat mallit ja tulevaisuuden skenaariot koskevat ennen kaikkea Itämeren avomeriosaa. Yhteinen tavoitteemme on saada lisää tietoa Itämeren saaristoalueesta ja pohjasta, Humborg sanoo.

– Keskeinen kysymys on, kuinka matalat ranta-alueet selviävät toimestaan ravinnesuodattimena. Pystyykö rannikko estämään maalta tulevia ravinteita kuten typpeä, fosforia ja vastaavia leviämästä pitemmälle mereen, Norkko selittää.

Testosteronia ääniluotaimessa

Kun yläkannen tuuli alkaa tuntua liialliselta, saan luvan mennä sisään komentosillalle. Siellä tapaan Electran päällikön Thomas Strömsnäsin. Minua kiinnostaa tietää, kuinka kauan matka Asköstä Tvärminneen kesti.

– Kaksi vuorokautta. Mutta me pysähdyimme useaan otteeseen Itämerelle kartoittamaan pohjaa, sillä kaksi meidän tutkijoistamme halusi etsiä Salpausselän harjumuodostelmaa, joka kulkee Itämeren ja Ruotsin poikki aina Norjan rannikolle saakka.

Löytyikö se?

– No, siltä vaikuttaa. Maalla harju näkyy, mutta osa Salpausselästä kulkee Itämeren poikki eikä se tavallisen ääniluotaimen avulla näy näytöllä, koska se on sedimentin peitossa. Täytyy käyttää merenpohjan sisään pääsevää tunkeutuvaa ääniluotainta, näin muodostelma näkyy, Strömsnäs selittää.

– Electrassa on testosteronia tihkuva ääniluotain, kuvaa Alf Norkko osuvasti aluksen varustusta.

Kuva: Komentosillalla ei ole ruoria. Electran päällikkö Thomas Strömsnäs liikuttaa alusta ohjaussauvalla, joka pyörii ympäri 360 astetta.

Viikon ajan Strömnäsin on tarkoitus ajaa aluksella edestakaisin Tvärminnen rannikkoa pitkin merenpohjan kartoittamiseksi. Ajon aikana useat eri tietokoneohjelmat toimivat rinta rinnan. Yksi rekisteröi topografiaa, toisin sanoen merenpohjan pintaa. Toinen tunkeutuu merenpohjan sisään ja tekee merkintöjä sedimentin sisällä olevista muodostelmista, jotka eivät näy pinnalle. Kolmas kerää tietoja vesipatsaista, siis siitä, mitä merenpinnan ja -pohjan välillä tapahtuu, ja mittaa esimerkiksi pohjasta vapautuvia metaani- ja hiilidioksidikaasuja.

3D-malli Tvärminnen lahdesta

Kaikki eri ohjelmista saadut tiedot kerätään yhteen merenpohjan 3D-malliksi, jota Tvärminnen tutkijat voivat käyttää työssään.

– 3D-kartasta muodostuu meille tärkeä työväline. Sen avulla me voimme etukäteen päätellä, onko jokin sopiva paikka näytteiden ottoa varten, siis onko kyse esimerkiksi savi- tai hiekkapohjasta, Joanna Norkko sanoo.

Alf Norkko kuvaa kartoittamisen merkitystä merentutkijoille näin:

– Maalla näytteitä otettaessa nähdään, ollaanko pellolla vai metsässä. On selvää, millaisia olosuhteita voi odottaa. Merenpohjassa näytteiden oton kannalta paikan valinta ei ole näin yksinkertaista. Uuden kartoituksen myötä voimme etukäteen päätellä, olemmeko ”metsässä” vai ”pellolla”, kun suunnittelemme työtämme.