Artikkel

Steilene: Mørk fortid på overflaten, mørk fremtid på bunnen

Steilene er en øygruppe utenfor Alværn på Nesodden
Steilene er et populært friluftsområde, men det dype bassenget mellom øyene skjuler en dyster forurensningshistorie. Foto: Oslofjordens Friluftsråd.

Steilene: Mørk fortid på overflaten, mørk fremtid på bunnen

Øygruppen Steilene i Indre Oslofjord er et populært friluftsområde med gressletter, sandstrand og kulturminner. Men på bunnen av vannbassenget mellom øyene kommer det til å være dødt og livløst i lang tid framover.
Elisabeth Alve er professor ved Institutt for geofag
Professor Elisabeth Alve og studentene hennes har sittet mange timer bøyd over mikroskopet for å artsbestemme de små dyrene som forteller om miljøtilstanden både i dag og i tidligere tider. Foto: Bjarne Røsjø Bruk bildet.

Etter at EUs Vanndirektiv ble vedtatt i Brussel i 2000 og gjort gjeldende for Norge i 2007, fikk myndighetene et krav på seg om at både ferskvannsforekomster og vannet langs kysten skal ha god kjemisk og økologisk tilstand og på sikt tilbakeføres til det som er den naturlige tilstanden.

Det førte til at både vannforskere og miljømyndigheter fikk mye å gjøre – for elver, innsjøer og fjorder var fortsatt til dels betydelig forurenset.

Men hva var egentlig den naturlige tilstanden i vannforekomstene – før vi begynte å forurense dem med kloakk, industriutslipp og avrenning fra landbruket? Det fantes ikke generelle metoder for å bestemme slikt da EU-politikerne vedtok vanndirektivet.

Men nå har professor Elisabeth Alve, hennes medarbeider Silvia Hess og tre studenter ved Institutt for geofag utviklet en ny metode: De har brukt mikroskopiske bunndyr i Steilene-bassenget utenfor Nesodden til å finne ut når vannet på bunnen ble alvorlig forurenset og hvordan forholdene var der før forurensningen startet. Den samme metoden kan brukes i mange andre vannforekomster, mener professor Alve. De tre studentene er Adam Todd Pearce, Tatiana Sacco og Hege Kristine Vågen.

Steilene er i parentes bemerket et sted med en blodig fortid: Navnet sies å stamme fra tortur- og henrettelsesinstrumentet som ble kalt steile, og mye tyder på at øyene tidligere ble brukt som rettersted for farlige forbrytere. Også i dag er Steilene til dels preget av dysterhet og død, men bare hvis du oppsøker bunnen av det dype bassenget mellom de fem øyene.

Smådyr sladrer om naturtilstanden

Denne foraminiferen heter Nonionellina labradorica
Denne vesle foraminiferen, også kalt poredyr, heter Nonionellina labradorica og er karakteristisk for bunnforhold med liten til moderat belastning av organisk materiale. Foto: UiO Bruk bildet.

De mikroskopiske og bunnlevende foraminiferene, som også kalles poredyr (det latinske navnet Foraminifera betyr «hullbærere»), er sentrale i metoden Alve og hennes forskningsgruppe har utviklet. Foraminiferene kan så vidt sees med det blotte øye, og de har et skall som hos noen er kittet sammen av sandkorn og andre fremmedlegemer som dyrene har funnet på bunnen, mens andre lager egne skall av kalk.

Foraminiferenes skall varierer sterkt i form og størrelse, fra ganske enkle, bittesmå kuler og rør til meget kompliserte spiraler og rekker med mange enkeltkamre. Derfor kan et trenet øye artsbestemme dem i mikroskopet. Men la oss ta konklusjonen først:

– Våre undersøkelser tyder på at bunnen av Steilene-bassenget ble oksygenfri og død så sent som etter annen verdenskrig. Sedimentene må dateres før vi kan tidfeste dette nærmere. Årsaken til oksygensvikten er en kombinasjon av begrenset dypvannsutskiftning og tilførsel av kloakk og andre forurensninger, som heldigvis er kraftig redusert i senere tid, sier professor Alve til Titan.uio.no.

– Men området kommer sannsynligvis ikke til å bli oksygenrikt og friskt igjen av seg selv, med mindre det settes i verk spesielle tiltak. Området vil med andre ord ikke vende tilbake til naturtilstanden uten videre. Bunnen kommer isteden til å være svart og død i lang tid framover.

Sedimentene er en historiebok

Sedimentprøve
Brunfargen på denne sedimentprøven avspeiler gode bunnforhold, slik det er på utsiden av Steilene-bassenget. Prøver fra bunnen inne i bassenget er til sammenlikning svarte og illeluktende. Prøvetakeren "Gemini corer" øverst til venstre. Foto: UiO Bruk bildet.

De små foraminiferene etterlater seg tomme skall når de dør. Etter hvert som tiden går, kan det samle seg store mengder av disse skallene på havbunnen, men samtidig blir det hele tiden avsatt nye sedimenter på havbunnen. Dette fører til at de døde foraminiferene synker dypere ned i sedimentene for hvert år som går. Den nye metoden går kort fortalt ut på å bruke disse fossile foraminiferene som indikatorer på både tidligere og nåværende miljøforhold.

– Det kan vi gjøre fordi vi har dokumentert at artssammensetningen og fordelingen av foraminiferer på havbunnen varierer i takt med miljøforholdene, forteller Alve.

Med dette som utgangspunkt kunne forskerne ta prøver av sedimentene på bunnen i Steilene-bassenget og undersøke hvordan miljøforholdene har endret seg historisk.

– Når vi beveger oss nedover i sedimentene på havbunnen, beveger vi oss samtidig bakover i historien. Sedimentene er som en historiebok som forteller oss hvordan miljøforholdene har variert med tiden. På denne måten kan vi finne ut hva som er naturlig økologisk status i området, og dette gir oss et direkte sammenlikningsgrunnlag for vurdering av dagens forhold, forklarer hun.

Tsjernobyl daterer sedimentene

Forskerne var i utgangspunktet usikre på hvor mye sedimenter som tilføres hvert år i Oslofjorden. De fikk ikke svaret før Jane Dolven ledet analyser som viste at sedimentene på ca. 5 til 15 centimeters dyp (avhengig av hvor i fjorden man er) inneholder den radioaktive isotopen cesium-137.

– Det finnes ingen naturlige kilder for denne Cesium-isotopen i Oslo-området, så denne forurensningen kunne ikke komme fra noe annet enn Tsjernobyl-ulykken i 1986. Ved hjelp av en spesiell isotop av bly, 210Pb, fikk vi bekreftet at cesiumtoppene ligger temmelig nøyaktig 30 år bakover i historien, forteller Alve.

Forskerne konstaterte på denne måten at den største konsentrasjonen av tungmetaller som de fant nede i sedimentene, tilsvarte forurensninger som ble avsatt i fjorden på 1960- og 1970-tallet. Det rimer godt med at den største forurensningen fra industrien og befolkningen i Oslo-området foregikk på denne tiden.

LES OGSÅ: Renere nedbør gjorde innsjøen mer forurenset

Steile og hjul var en gammel og grusom henrettelsesmetode
Denne gamle tegningen viser grevene Struensee og Brand på «hiul og Steyler» i København etter henrettelsen i 1772 for majestetsfornærmelse. Steilene skal ha blitt brukt til slike henrettelser på den tiden.  Illustrasjon:  Det kongelige Biblioteks samlinger, Wikimedia Commons.

Steg langsomt opp av havet

De fem øyene i Steilene, som ligger utenfor Alværn på Nesodden, steg langsomt opp av havet for ca. 2000 år siden på grunn av landhevingen etter siste istid. Vannmassene på overflaten og et stykke nedover i dypet i Steilene-bassenget er mettet med oksygen og har god miljøkvalitet, men forholdene på bunnen er svært dårlige. Prøver av sedimentene på bunnen viser at de er svarte helt ned til ca. 30 cm i den indre (nordlige) delen av bassenget, og det er et tegn på at bunnen har vært oksygenfri og død på grunn av forurensning i mange år.

Årsaken til det dårlige bunnmiljøet er at det dype bassenget er avgrenset av grunne terskler på fra ca. 20 til ca. 50 meters vanndyp på alle kanter. Dette fører til at det kalde vannet som ligger innenfor og dypere enn tersklene er innestengt. Det kan gå flere år mellom hver gang  temperatur og passende vindretninger fører til så mye sirkulasjon at vannet helt på bunnen av Steilene-bassenget blir skiftet ut med nytt og friskt vann.

Det innestengte vannet er bare en del av årsaken til at bunnmiljøet er dårlig. Den andre viktige årsaken er at det ligger mye gamle og forurensede sedimenter på bunnen, med høyt innhold av organisk materiale. Dette fører til at alt tilført oksygen i bunnvannet blir brukt opp temmelig fort under den naturlige nedbrytingen.

– Det ser ut til at den indre delen av Steilene-bassenget ble oksygenfritt først, det er nemlig her vi finner de tykkeste sorte sedimentene. Vi har ikke fått gjennomført en direkte datering ennå, men mye tyder på at oksygenmangelen utviklet seg såpass sent som i tiden etter annen verdenskrig, sier Alve.

– Det var jo i den perioden vi hadde den største eutrofieringen, med store algeoppblomstringer som følge av økt tilførsel av næringssalter (nitrogen og fosfor) til fjorden fra avløpsvann (befolkningsvekst) og gjødsel fra landbruket, tilføyer hun.  

Miljøtiltak virker!

Den gode nyheten er at miljøet i Indre Oslofjord er blitt mye bedre i løpet av de siste tiårene, vesentlig på grunn av rensetiltak og strengere lovgivning.

– Når vi analyserer sedimentene som er avsatt til ulike tider, kan vi se helt tydelig når ulike typer utslipp og miljøgifter er blitt forbudt. Norsk institutt for vannforskning (NIVA) har for eksempel påvist et dramatisk skifte som skjedde i 2001, da renseanlegget på Bekkelaget flyttet utslippet sitt ut til dypt vann i Indre Oslofjord. Det førte til en dramatisk forbedring av oksygenforholdene i Bekkelagsbassenget, og dette kan vi se ved at sedimentene ikke lenger er sorte, men brune og fine. Det fører igjen til at de foraminiferene som trivdes der tidligere, da vannet var rent, kommer tilbake, forteller Alve.

Steilene-bassenget er dødsdømt

Men miljøforbedringen i Indre Oslofjord har altså ikke nådd bunnen av Steilene ennå. Professor Alves og studentenes undersøkelser tyder på at bunnen kommer til å være oksygenfattig og død i riktig lang tid framover.

– Det ligger så mye organisk materiale på bunnen av Steilene-bassenget at det er usannsynlig at vannet kan vende tilbake til naturtilstanden uten at det iverksettes spesielle tiltak. Kanskje det går an å dekke til sedimentene med rene masser, slik det er blitt gjort andre steder. Det er muligens et slags lyspunkt at Steilene-bassenget har lagret store mengder karbon som ellers ville befunnet seg i atmosfæren, antyder Alve.

Et fantastisk arbeidsredskap

UiOs største forskningsskip er oppkalt etter marinbiologen og botanikeren Trygve Braarud ( 1903-1985).
FF Trygve Braarud er UiOs største forskningsskip. I bakgrunnen det mindre søsterskipet FF Bjørn Føyn på tokt rett utenfor Drøbak. Foto: Bjarne Røsjø, UiO. Bruk bildet

Professor Alve og medarbeidere har tatt med studenter fra Institutt for geofag på mange tokt med UiOs forskningsfartøy FF Trygve Braarud for å komme fram til disse resultatene.

– FF Trygve Braarud er et fantastisk arbeidsredskap, blant annet fordi fartøyet i praksis er et laboratorium som gir studenter på alle nivåer unike muligheter til å komme ut på sjøen og få praktisk erfaring med marint feltarbeid. Vi skaffer samtidig til veie samfunnsnyttig informasjon som ikke kan oppnås på annen måte. I tillegg har fartøyet en meget dyktig skipper, som har gjort en fantastisk jobb med å utstyre fartøyet med det beste som finnes av utstyr og instrumentering, og et mannskap som er gjennomført profesjonelle og hjelpsomme, forteller Alve.

– Samtidig er det slik at vi ønsker oss et nytt forskningsfartøy, blant annet fordi det er nødvendig å møte nye miljøkrav og utvide mulighetene for undervisning og overnatting. Men vi kan ikke ha et skip som er vesentlig større enn FF Trygve Braarud, for da mister vi muligheten til å komme til i trange og grunne farvann innaskjærs. Universitetet trenger et forskningsfartøy som tar vare på det beste fra FF Trygve Braarud i en moderne og fremtidsrettet innpakning, konstaterer Elisabeth Alve.

Kontakt:

Professor Elisabeth Alve, Institutt for geofag

Les mer på Titan.uio.no:

Vitenskapelige artikler:

Dolven, J.K., Alve, E., Rygg, B., Magnusson, J., 2013. Defining past ecological status and in situ reference conditions using benthic foraminifera: a case study from the Oslofjord, Norway. Ecological Indicators 29, 219-233.

Hess, S., Alve, E., Reuss, N., 2014. Benthic foraminiferal recovery in the Oslofjord (Norway): responses to capping and re-oxygenation. Estuarine, Coastal and Shelf Science 147, 87–102.

NIVA-rapport LNR 5540-2008: Utlegging av rene leirmasser i Bekkelagsbassenget - etterundersøkelse 2007

NiVA-rapport LNR 6181-2011: Overvåking av forurensningssituasjonen i Indre Oslofjord 2010

Skriv ny kommentar

Verifiser deg (din epost-adresse vil ikke bli vist offentlig)

Les også

Dagens islandshester nedstammer antakelig fra hestene som ble gravlagt sammen med vikinger på Island.

Mektige islandske vikinger fikk hingster med seg i graven

Eldgammelt DNA fra 19 hester i vikinggraver er undersøkt, og det viste seg at alle unntatt én var av hankjønn. Det tyder på at de virile og til dels aggressive dyrene ble slaktet som ledd i et gravferdsritual som skulle markere den avdøde vikingens status.

Else-Ragnhild Neumann

Et forskerliv i stein og vulkaner

Hun ble Norges første kvinnelige professor i geologi og er ikke minst kjent for sine funn om det vulkanske Oslofeltet. På hennes 80-årsdag, 7. desember, deles den første prisen ut i Else-Ragnhild Neumanns navn.