Bjerknessenteret for klimaforskning er et samarbeid mellom Universitetet i Bergen, Uni Research, Nansensenteret og Havforskningsinstituttet. 

Oppblomstring av planteplankton utenfor kysten av Norge. (Foto: ESA)

Plankton i havet påvirker næringskjeder på land

At plankton er selve grunnlaget for næringspyramiden i havet, er godt kjent. Nå viser det seg at oppblomstringen av planteplankton til havs også kan påvirke forekomsten av mikronæringsstoffer i næringskjeder på land. Regnvann fra Wales og detaljerte modeller av hvordan luftmassene i Nord-Atlanteren beveger seg, gir ny innsikt i hvor viktige sporstoffer i maten vår kommer fra. 

Hva kan regnet som faller i Wales si om hvordan viktige mikronæringsstoffer finner veien til jordsmonnet vårt? En hel del, viser det seg.

Regnvannsprøver fra det walisiske fjellet Plynlimon viser nemlig økt konsentrasjon av grunnstoffet selen i perioder da det også er kraftig oppblomstring av planteplankton i Nord-Atlanteren.

- Detaljerte modeller av hvordan luftmassene i området beveger seg, bekrefter at det er svært sannsynlig at planteplankton er en viktig kilde til selen i regndråpene, sier Harald Sodemann, professor i meteorologi ved Bjerknessenteret på Universitetet i Bergen.

Livsnødvendig

Selen er et såkalt sporstoff som er livsnødvendig for oss mennesker i ørsmå doser. Det optimale daglige inntaket er på noen få mikrogram – altså milliontedels gram – og kroppen har liten toleranse for avvik fra denne dosen.

Får vi for mye selen, kan det gi både hvitløkspust og forgiftning og gå på forplantningsevnen løs. Får vi for lite, kan det resultere i svekket immunforsvar og gjøre oss mer utsatt for diverse kreftformer og hjerte- og karsykdommer.

Selen kommer inn i næringskjeden på land via planter, som tar opp stoffet gjennom røttene. Forskerne har vært mindre sikre på hvor selenet i jordsmonnet kommer fra, men nå har et tverrfaglig internasjonalt forskningssamarbeid lagt en viktig brikke i puslespillet.

I Wales har hydrologer samlet inn prøver av regnvann hver eneste dag i nesten to år og analysert innholdet. I Sveits har biokjemikere tolket funnene, og ved Bjerknessenteret har meteorologer altså laget ekstremt detaljerte modeller av reiseruten til de luftmassene som kom med regnet.

Plynlimon i Wales
Regnprøver fra det walisiske fjellet Plynlimon viste økt konsentrasjon av selen i månedene april-juni, da oppblomstringen av planteplankton i Nord-Atlanteren er på sitt sterkeste. Plynlimon er utspring for den lengste britiske elven, Severn. (Foto: Richard Webb/Wikimedia commons)

Klar sammenheng

- Det er en klar sammenheng mellom selenkonsentrasjonen i regnprøvene og oppblomstring av plankton i områder som luftmassene har passert. For å si det litt forenklet, så kunne vi til en viss grad bruke kjente sesongmessige variasjoner i planktonoppblomstringen til å forutsi deler av innholdet i vannprøvene.

- Vi har også korrigert for andre kjente selenkilder, som utslipp fra skipstrafikk og det vi kaller urbane utslipp – altså selen som skriver seg fra menneskelig aktivitet i byer, forklarer Sodemann.

Kjemikerne som analyserte regnvannsprøvene, fant også interessante sammenhenger mellom forekomsten av selen og stoffene klor og natrium – stoffer som med stor sannsynlighet også har «reist sjøveien». Var det økt konsentrasjon av klor og natrium, var det også høyere konsentrasjon av selen. Lite selen gikk hånd i hånd med lite klor og natrium.

- Det er en klar indikasjon på at det først og fremst er marine kilder til de selenforekomstene som ble registrert, sier Sodemann.

Må forske mer på mekanismene

Hvordan finner så selen veien fra planteplanktonet i havet til regnet som faller på fjellklatrerne i Wales?

Sodemann er klar på at det må forskes mer på de konkrete mekanismene, men ser for seg flere muligheter. Sentralt i det han tror kan være den viktigste mekanismen, står noe som heter «marine aerosoler». Aerosoler er små, finforstøvede partikler som kan være enten fast stoff eller væske, og i dette tilfellet snakket vi altså om ørsmå biter av oppløst plankton.

Disse planktonbitene fanger opp selen-substanser som allerede er i lufta. Selenet fester seg til aerosolene som flytter seg med luftmassene til Wales, og følger dermed også med i regnet som faller på bakken.

- De opprinnelige kildene til dette selenet kan da være utslipp fra industrien eller selen-substanser som kommer fra andre, aktive marine organismer Da snakker vi i så fall om et mer indirekte bidrag til selen på landjorda, sier Sodemann.

- En annen mulighet er at plankton slipper oppløste selenforbindelser direkte ut i lufta. En tredje at sporstoffer som selen frigjøres når døde marine organismer oppløses, forklarer han.

- Plynlimon ligger bare 20 kilometer fra kysten. Hvor langt inn på land kan selen fra marine kilder gjøre seg gjeldende? Kan det for eksempel tenkes at det er selen fra planteplankton i regnet som faller over vinstokkene i Bourgogne helt øst i Frankrike?

- Aerosoler kan flytte seg hundrevis av kilometer, men konsentrasjonen blir gradvis mindre når man kommer lenger vekk fra kilden. Når marine aerosoler møter nedbør over Bourgogne, så er det mulig at de bidrar til forekomsten av sporstoff der, men så langt vekk fra kysten må vi regne med at aerosoler som kommer fra landjorda dominerer.

- Ser vi derimot på England, kan vi tenke oss at hele landoverflaten er påvirket av marine aerosoler. Jeg vil forvente det samme for Norge, spesielt om vinteren. Om sommeren – og spesielt i Øst-Norge – kan muligens aerosoler fra land dominere, men det har jeg ikke grunnlag for å si noe konkret om.

 

Marine kilder viktigere

Kullforbrenning og metallurgisk industri har historisk vært sentrale kilder til luftforurensning og dermed også til sporstoffer i atmosfæren. De siste tiårene har det blitt betydelig mindre av denne typen forurensning – i alle fall i Europa og Nord-Amerika – noe som betyr at planteplankton blir en relativt viktigere kilde til selen i nedbør over land.

- Det igjen, betyr at det er viktig å finne ut mer både om hvilke mekanismer som styrer transporten av sporstoffer i atmosfæren og om hvordan de pågående klimaendringene påvirker forekomsten av planteplankton i havet, sier Sodemann.

 

 

Referanse: 

Blazina, Tim; Läderach, Alexander; Jones, Gerrad D; Sodemann, Harald; Wernli, Heini; Kirchner, James W.; Winkel, Lenny H E.: “Marine Primary Productivity as a Potential Indirect Source of Selenium and Other Trace Elements in Atmospheric Deposition.” Environmental Science and Technology 2017; Volum 51.(1) s. 108-118