Inflöden till Östersjön

Att inflöden av så kallat friskt vatten till Östersjön har goda effekter för Östersjöns miljö och levande organismer är allmänt bekant. Detta är också den oceanografiska process som normalt röner störst intresse.

Egentliga Östersjöns djupvatten förnyas under bestämda förutsättningar genom att salt vatten från Kattegatt rinner in genom Bälten och Öresund och fyller i tur och ordning djupområdena i Arkonabassängen, Bornholmsbassängen, östra Gotlandsbassängen och västra Gotlandsbassängen.

Eftersom Östersjöns in- och utflöden, salthalt och syreförhållanden har övervaktas i över 100 år av bland annat SMHI finns det förhållandevis gott om data för att beskriva dem.

Vad som för många kan vara överraskande är att mätningarna visar att inflöden inte alls är något ovanligt. Däremot är inflöden som på ett avgörande sätt förändrar förhållandena i Östersjöns djuphålor sällsynta.

Förutsättningar

Orsakssammanhangen bakom extrema inflöden är ännu inte fullständigt klarlagda men man känner till de faktorer som är med i spelet:

  • Vattenståndet i Kattegatt och i Östersjön
  • Salthalt och temperatur på Kattegattvattnet
  • Långa svängningar (seicher) i Östersjön
  • Hur länge ett flöde pågår
  • Skiktning och densitet i Östersjöns djuphålor

För att få ett kraftigt saltvatteninbrott krävs speciella förutsättningar. Vattenståndet i Östersjön skall vara lågt dvs. en högtrycksperiod före är gynnsamt. Sedan behövs en längre period, flera veckor, med lågtryck över Västerhavet och Östersjön som ger högt vattenstånd och kraftiga sydliga till västliga vindar.

Dessa vindar för vatten mot västkusten och in i Kattegatt samtidigt som de ger extra lågt vattenstånd i södra Östersjön. Det inströmmande vattnet behöver dessutom ha en hög densitet dvs. hög salthalt (högre än 17 promille) och låg temperatur för att kunna tränga undan det befintliga djupvattnet på sin väg längs Östersjöns botten..

Alla dessa förhållanden, som beror på vädret på kort eller lång sikt, måste också samtidigt överensstämma för att ett extremt inflöde ska ske. Under 1900-talet har Östersjön mottagit omkring 100 extrema inflöden.

Stora saltvatteninbrott

Saltvatteninbrotten klassificeras efter ett index, vilket beror på den volym vatten som rinner in genom Bälten och Öresund samt på det inströmmande vattnets salthalt. Små inbrott har ett index under 10, måttliga ligger mellan 10 och 20, kraftiga mellan 20 och 30 samt mycket kraftiga över 30.

Mycket kraftiga inbrott skedde 1897 då 177 km3 strömmade in, 1913 (174 km3), 1922 (258 km3), 1951 (225 km3), 1993 (159 km3) samt 2014 (198 km3).

Kraftiga inbrott förekom 1898 (2 st), 1900, 1902 (2 st), 1914, 1921, 1925, 1926, 1960, 1965, 1969, 1973, 1976 samt 2003.

41 måttliga inflöden har skett sedan 1898.

Salt- och syrehalt

I egentliga Östersjöns djuphålor styrs salthalten huvudsakligen av de extrema inflödena. Varje inflöde kan registreras som en snabb ökning av salthalten och om antalet inflöden minskar eller uteblir sker en långsam sänkning av salthalten.

Syrehalten styrs däremot av en balans mellan nedfallet av syreförebrukande material, döda djur och växter, och inflöden av nytt och syrerik vatten. Vid få eller uteblivna inflöden förbrukas mer syre än som tillförs och syrehalten minskar.

Om syret tar slut fortsätter nedbrytningen av de döda organismerna med hjälp av svavelbakterier och svavelväte bildas. Svavelväte är ett dödligt gift, vilket gör att de djur som inte kan fly undan dör. Även fiskägg dör, vilket fått allvarliga följder för torskstammen i östra Östersjön.

Att Östersjön periodvis har döda bottnar är alltså kopplat till en naturlig process och inte till några giftutsläpp. Människan påverkar dock processen genom utsläpp av näringsämnen, som stimulerar tillväxten och därmed nedfallet av syreförbrukande material.

Nytt vatten från Kattegatt

För att tillföra nytt syre till djuphålorna krävs att nytt vatten tillförs och detta vatten måste både vara tyngre, alltså ha högre densitet (mao. vara saltare), än det gamla vattnet samt relativt nyligen ha varit i kontakt med atmosfären för att syremättas.

Den här typen av vatten kan för Östersjöns del bara fås från södra Kattegatt, dvs. i samband med extrema inflöden. Det inflödande vattnet rinner då på grund av sin tyngd nedför bottnen, fyller djuphålorna och lyfter undan eller blandas med det gamla vattnet.

När den första hålan är fylld rinner resterande vatten över kanten till nästa håla. På så vis fylls successivt Östersjöns djupområden med nytt vatten vid ett inflöde.

Förloppet i detalj

Det höga vattenståndet i Västerhavet medför att vatten rinner in i södra Östersjön genom Bälten och Öresund. Tröskeldjupet i Öresund är 8 m medan vattnet genom bälten skall över tröskeln vid Dars som är 18 m djup.

På sin väg genom sunden blandas det inströmmande vattnet med det befintliga vattnet och salthalten sjunker efter hand. Det vatten som rinner genom Öresund har kortare väg till djupområdet (53 m) i Arkonabassängen och späds därför mindre än det vatten som rinner genom bälten.

Inflödesvolymen genom Öresund är mellan en fjärdedel och en tredjedel av den totala volymen. När vattnet fyllt Arkonabassängen till 45 m börjar vattnet rinna över tröskeln till Bornholmsbassängen som är 105 m djup. När denna är fylld till 60 m rinner vattnet över genom Stolpe ränna till Gotlandsdjupet (259 m).

Innan Gotlandsdjupet är fyllt har det gått 5-6 månader. De stora saltvatteninbrotten når efter ett år västra Gotlandsbassängen med Landsortsdjupet (459 m), Norrköpingsdjupet (205 m) och Karlsödjupet (114 m) men rinner inte in till Bottenhavet.

Om densiteten på det inströmmande vattnet är lägre än det befintliga djupvattnet lagras det nya vattnet in ovanför.

Det nya bottenvattnet tränger undan det gamla bottenvattnet som blandas upp i högre vattenlager och höjer salthalten i ytvattnet. Det nya bottenvattnet kommer nu att ligga relativt stilla tills nästa saltvatteninbrott. Den höga syrehalten minskar efter hand på grund av förruttnelseprocesser vid nedbrytning av sjunkande plankton.