Måler vannkvaliteten med fossiler

Nå er det mulig å sjekke vannkvaliteten flere hundre år tilbake i tid ved å studere ørsmå skall i havbunnen.

VANNKVALITETSTESTEN: Professor Elisabeth Alve ved Institutt for geofag tar prøve av havbunnen med et halvmeter langt og gjennomsiktig plexiglassrør. Etter at alle lagene er aldersbestemt, kan hun si noe om den historiske vannkvaliteten ved å studere mikrofossilene i de enkelte lagene. Foto: Ståle Skogstad

For noen år siden kom EU med et vannrammedirektiv som sier at alt vann i naturen innen 2015 skal ha en vannkvalitet nær opp til den opprinnelige vannkvaliteten. Det dreier seg ikke bare om ferskvann. Også brakkvann og kystnære områder skal renses opp.

Noen av vannområdene kan ha vært forurenset i flere hundre år. Andre steder kan den dårlige vannkvaliteten ha naturlige årsaker. For at myndighetene skal kunne slå fast hvor mye som må renses, er de nødt til å finne frem til den historiske vannkvaliteten.

– Den beste måten å finne den opprinnelige vannkvaliteten i brakkvann og kystbære områder, er å bruke en mikropaleontologisk metode der man studerer ørsmå skall i havbunnen, forteller mikropaleontolog og professor Elisabeth Alve på Institutt for geofag ved Universitetet i Oslo. Paleontologi er læren om plante- og dyrelivet i gammel tid. Mikropaleontologi er læren om fortidens mikroorganismer.

Allerede i dag er den mikropaleontologiske metoden sentral for å si noe om tidligere klimaendringer. Oljeindustrien bruker den til å studere alderen på de forskjellige geologiske lagene i Nordsjøen.

Det uvanlige er å bruke metoden til å studere vannkvaliteten for bare noen hundre år siden. Elisabeth Alve har allerede rekonstruert vannkvaliteten i en rekke fjorder i Sør-Norge. Blant annet har hun oppdaget at de dypere delene av den forurensete Drammensfjorden med råtten bunn, hadde friske vannmasser i vikingtiden.

Ligner på snegler

I havbunnen fins det en stor mengde ørsmå skall fra det encellete dyret foraminiferer. De ser nesten ut som snegler og bevares i sedimentene som fossiler. Dyregruppen lever på alle vanndyp i alle marine miljøer og har en historie som går minst 500 millioner år tilbake i tid.

Akkurat som alle andre arter har også foraminiferene vært gjennom en evolusjon.

– Vi kjenner til vel 2500 forskjellige arter. De har alle sine toleransegrenser, så forekomsten av de forskjellige artene forteller oss om miljøet de levde i.

Ved å gjøre isotopstudier på skallet, kan man også få informasjon om endringer i temperatur og næringstilgang.

– Avhengig av hvor raskt sedimentene avleires på havbunnen, kan man bruke skallene til å tolke vanntilstanden fra noen få år til mer enn tusen år tilbake i tid, presiserer Alve.

Rask metode

Ved hjelp av et halvmeterlangt og gjennomsiktig plexiglassrør tar paleontologene en prøve av havbunnen. Forutsetningen er at havbunnen ikke er blitt forstyrret av strømninger eller graving i mudderet.

Deretter snittes alle lagene. Det øverste laget i glassrøret er ferske etterlatenskaper fra i dag. De nederste lagene vil kanskje være fra femten- til attenhundretallet.

For å sjekke alderen på de enkelte lagene, brukes blydateringer. Bly (210Pb) har halveringstid på 22 år. For å beregne alderen på de yngre lagene benyttes også cesiumdateringer. Det radioaktive stoffet Cesium (137Cs) er etterlatenskaper etter de store atomvåpenprøvesprengningene på slutten av femtitallet og begynnelsen av sekstitallet og har en halveringstid på tretti år.

Etter at dateringen er i boks, blir de enkelte lagene siktet igjennom en sil med små hull. Når paleontologene sitter igjen med restene etter foraminiferene, kan de studere hyppigheten til de ulike artene og finne den perioden da det var stabile miljøforhold over lang tid.

– Metoden er rask og kostnadseffektiv og er betydelig billigere enn konvensjonelle biologiske metoder. Dessverre er EU-dokumentasjonen om vannrammedirektivet blottet for kunnskap om hvordan man kan bruke mikropaleontologiske metoder. Dessuten er det satt av veldig lite penger til vannrammedirektivet i Norge, påpeker Elisabeth Alve.

Uutforsket

Miljøverndepartementet ønsker ikke å kommentere metoden, men henviser
til Statens forurensningstilsyn (SFT).

Seniorrådgiver Jon Lasse Bratli i Seksjon for vann- og grunnforurensning i SFT sier at den mikropaleontologiske metoden virker interessant, men at den ennå ikke er testet ut. Han påpeker dessuten at dette ikke er den eneste metoden for å finne den opprinnelige vannkvaliteten.

Én mulighet er å lage en matematisk modell. Da kan man beregne vannkvaliteten ved å studere enorme tidsserier med biologiske og hydrologiske data over mange år. Myndighetene ønsker nå å lete etter slike historiske vanndata på universitetene. En annen mulighet er å sammenligne vannkvaliteten med vann som myndighetene antar ikke er forurenset.

– Det kan også være interessant å bruke en kombinasjon av flere metoder. Fordelen med den paleontologiske metoden er muligheten til ganske raskt å få etablert en referanse, sier prosjektleder Ola Glesne i SFT.

Jon Lasse Bratli mener den paleontologiske metoden kan være spesielt interessant å bruke i de vannområdene der det ikke finnes naturlige sammenligningsmuligheter.

– Ett eksempel er terskelfjordene. Det er spesielt vanskelig å finne den naturlige tilstanden inne i de fjordene som er omkranset av tettbygde strøk og jordbruk. Noen fjorder er så lukket at selvrensningsevnen er dårlig. Da tåler fjordene veldig lite. Den naturlige miljøkvaliteten er derfor forskjellig i innelukkete fjorder og i åpent kystfarvann, sier Bratli.

Forsker Frithjof Moy på Norsk institutt for vannforskning (NIVA) mener den paleontologiske metoden virker lovende fordi skallene til protistene er godt bevart i sedimentene.

– Men dette er en tidkrevende metode, påpeker Moy som har forsket på den økologiske katastrofen fra svenskegrensen til Lindesnes. 90 prosent av sukkertaren er borte langs Sørlandskysten. Årsakene kan være høyere vanntemperatur og økt tilførsel av næringssalter til havet.

Emneord: Matematikk og naturvitenskap, Geofag, Paleontologi, historisk geologi Av Yngve Vogt
Publisert 1. feb. 2012 11:51
Legg til kommentar

Logg inn for å kommentere

Ikke UiO- eller Feide-bruker?
Opprett en WebID-bruker for å kommentere