Feltarbeid på store innsjøer med tynn is
Bli med ut på feltarbeid på tynn våris!
Våren er her!
Vi som bor i lavlandet har merket det en stund
allerede:
Snøen blir gradvis borte fra solhellinger og nede i byen, og hestehoven
titter frem gjennom fjorårets døde gress og planterester.
Kanskje har du sett en sommerfugl om du har vært ute i hagen, og har du gått på ski i vårsola har du kanskje opplevd at en steinflue har landet på hansken din mens du spiste en appelsin ved bekken som hadde kommet til syne etter å ha ligget under snø og is gjennom vinteren.
På innsjøene i kystnære strøk er isen enten allerede smeltet, eller den er i ferd med å sprekke opp.
For oss som studerer og overvåker livet i innsjøer markerer våren startskuddet for en ny feltsesong. Med lys og varme fra sola starter en ny vekstsesong for alger og vannplanter, og dyreplankton, insekter og fisk blir mer aktive etter en vinter på sparebluss.
Gjennom det neste halvåret har vi planlagt en rekke undersøkelser i strandsonen og ute i de frie vannmasser for å dokumentere og beskrive miljøforholdene og livet på og under vannoverflaten i utvalgte innsjøer.
Nasjonale innsjøundersøkelser
Gjennom vannforskriften (Norges forskrift for å etterleve EUs rammedirektiv for vannforvaltning) og internasjonale avtaler er Norge forpliktet til å overvåke og undersøke miljøforholdene og livet i norske elver og innsjøer. Blant annet undersøkes 26 av landets største innsjøer jevnlig gjennom Miljødirektoratets ØKOSTOR-program (se faktaboks).
Til å gjennomføre undersøkelsene samarbeider et lag med bred faglig kompetanse i Norsk institutt for vannforskning (NIVA), Norsk institutt for naturforskning (NINA) og Akvaplan-niva.
Innsjøovervåking er et helåsarbeid der årets prøvetaking starter samtidig som fjorårets data bearbeides og analyseres. Og selv om våren også er tidspunktet hvor alle trådene samles og forståelsen av planktonsamfunnet, fiskesamfunnet og de fysiske og kjemiske sammenhengene innsjøene vi undersøkte i fjor er størst, så er det likevel sånn at de fleste av oss begynt å se frem til en ny feltsesong når vi nærmer oss påske.
En iskald start!
Mens andre nok synes at det kan være behagelig å vente til gradestokken viser et tosifra antall plussgrader, så er altså enkelte av oss glade for at det allerede i mars byr seg en mulighet for å komme ut fra laboratoriet og vekk fra PCen. Med økologiske briller er det nemlig noe spesielt interessant med innsjøer hvor isen har ligget permanent gjennom vinteren, og skal vi kunne undersøke det må vi ut på innsjøene før isen smelter.
Når isen legger seg på innsjøer, gjerne rundt juletider i lavlandet og tidligere på høsten i fjellet, så stopper en av de viktigste fysiske prosessene i norske innsjøer opp:
Isen legger et lokk på innsjøen slik at vinden ikke får tak. Den stopper omrøringen av vannet, som i lavlandssjøer gjerne skjer ved to tidspunkter på året, om våren og om høsten når vanntemperaturen er omtrent fire grader i hele vannsøylen fra vannoverflaten og ned til bunnen.
Vann har høyest tetthet («er tyngst») ved fire grader –derfor holder vannet på dypet seg kaldest i sommersesongen og overflatevannet er varmere – men når avkjølingen av vannet i overflaten har pågått så lenge at alt vann i dybdeprofilen holder fire grader, skal det lite til for at vinden klarer å skape en omveltning.
Med hjelp av vinden føres oksygenrikt vann fra overflaten ned i dypet, mens næringsrikt vann fra dypet strømmer opp.
Prosessen som pågår mens innsjøene er dekket av is kalles vinterstagnasjon. Desto lengre en innsjø er islagt, desto større er sannsynligheten for oksygensvinn. Dette skyldes nedbrytning av organisk materiale der det er samlet nede på bunnen, fordi all slik nedbrytning forbruker oksygen.
Med manglende sirkulasjon i innsjøen på vinteren kan denne nedbrytningen føre til at bunnlevende organismer dør, og til akkumulering av næringssalter, som kan påvirke innsjøens produktivitet ved neste omrøring.
Skal vi kunne dokumentere denne vinterstagnasjonen er det optimale tidspunktet like før isen går – så lenge den er trygg å ferdes på.
For å gjøre en forhåndsvurdering på om isen er trygg, og evt. hvor lenge den er trygg, benytter vi blant annet lokalkjente, fjelloppsyn, satellittbilder, webkameraer og meteorologiske data – men helt sikre kan vi ikke være før vi står ved bredden.
Undersøkelser på tynn våris
Med snøskuter, eller på ski eller truger, og med utstyr lastet i pulk eller slede, setter vi innover mot det dypeste punktet på innsjøen. Om vi ikke ferdes langs åpne skuterløyper må vi sjekke tykkelsen og kvaliteten på isen med jevne mellomrom. Særlig på innsjøer som også er magasiner for vannkraftproduksjon kan isens kvalitet og tykkelse variere mye.
Vi tar hull i isen
Vel fremme ved det dypeste punktet på innsjøen tar vi hull i isen. For at hullet skal være stort nok for å få ned alt utstyret lager vi tre-fire hull med isboret før vi bruker en isbile eller issag for å slå dem sammen til ett stort hull, en liten halvmeter i diameter.
Vannets klarhet og farge
Vi starter prøvetakingen med å finne siktedybden ved hjelp av en secchiskive, oppkalt etter italieneren Angelo Secchi som først tok den i bruk for over 150 år siden. Den hvite skiven senkes ned til den forsvinner nede i mørket.
Siktedypet er et enkelt mål på lysslukking og mengden partikler i vannet. Siden lyset fra overflaten skal nå ned til skiven og tilbake til overflaten for at vi skal kunne se skiven sier vi at lyset når minimum dobbelt så dypt som siktedypet. Vi noterer dybden og trekker den tilbake opp mot overflaten. På halve siktedypet noterer vi den visuelle fargen mot skiven. Fargen gir et visuelt inntrykk av produktiviteten i innsjøen.
Multimetersonde – for målinger gjennom hele vannsøylen
Vi fortsetter med å ta målinger, men finner frem et mer moderne måleinstrument. NIVAs multimetersonde er utstyrt med en trykkbasert dybdesensor, og måler oksygenmetning, mengde partikler, mengde klorofyll a, ledningsevne, næringssalter og pH flere ganger hvert sekund. En magnetbryter starter registreringene, og vi senker sonden ned til rundt en halvmeter over bunnen i et jevnt og rolig tempo.
Når sonden er tilbake ved overflaten stoppes registreringene, og dataene overføres til en datamaskin for kvalitetskontroll. Under bestemte forhold kan det oppstå en oppkonsentrasjon av alger i ulike dybdelag under isen. Dersom det er tilfelle, ønsker vi å ta en ekstra planktonprøve på det aktuelle dypet for å sjekke hvilken art, eller arter som gir denne store økningen.
På datamaskinen lager vi derfor en figur over målingene av konsentrasjonen av klorofyll a (fluorecens) fra sonden. Et eksempel på en slik oppkonsentrasjon, et klorofyllmaksimum, ser slik ut (bilde).
På Møsvatn i mars 2025 var det ingen slike ansamlinger av plankton, så vi lukker datamaskinen, varmer fingrene og finner frem vannhenteren.
Vannprøver av bunnvannet
En vannhenter er en innretning som brukes for å hente vann fra ønsket dyp. Forenklet er det et gjennomsiktig rør med et lokk i hver ende, hvor lokkene kan spennes opp slik at de kan klappe igjen så røret lukkes når det er på ønsket dyp. På det nedre lokket sitter det en ventil som gjør at vannet i røret kan tømmes ned i en prøveflaske.
Selv om multimetersonden tok målinger i hele vannsøylen henter vi vann på enkelte dyp som vi analyserer på laboratoriet. Vi henter også vann fra en halvmeter over bunnen, fra bunnvannet som er stagnert og som ikke har vært omrørt siden før isen la seg.
Bildet under viser en liten glassflaske fylt med bunnvann. Innholdet har blitt farget brun-oransje, som skyldes utfelt oppløst oksygen etter tilsetting av reagenser.
Oksygensvinn på bunnen er vanlig i de fleste innsjøer, men i en spesiell type innsjøer er det permanent oksygenmangel. På samme måte som forskjellig temperatur i ulike dybdelag kan gjøre omrøring umulig selv for kraftig vind, kan forskjeller i vannkjemien også føre til lagdeling i vannsøylen. Disse kalles meromiktiske sjøer. Blant de 26 store innsjøene som overvåkes i ØKOSTOR er det én innsjø uten oksygen i bunnvannet.
Salvatnet på kysten i Trøndelag er en (minst) 440 meter dyp meromiktisk innsjø hvor vannet som står dypere enn 400 meter er gammelt saltvann som aldri sirkulerer. Oksygenrikt overflatevann kan aldri virvles inn i dette dype bunnlaget. Når vannhenteren åpnes etter å ha tatt prøver nede på 439 meter så lukter det råttent egg på grunn av det høye innholdet av hydrogensulfid.
Så langt har prøvetakingen ute på isen dreid seg om det fysiske og kjemiske miljøet, og selv om det blir et større fokus på plankton, insekter, vannplanter og fisk i undersøkelsene utover sommeren, så er det ikke slik at det nå er stummende mørkt og livløst.
Møsvatn er næringsfattig og har lave tettheter av krepsdyrplankton. Likevel finner vi nærmere 40 arter små krepsdyr ved håvtrekk her ute i de frie vannmassene og inne i strandsonen.
Langsomt trekker vi en planktonhåv med liten maskevidde opp mot overflaten, først fra 10 meter, og deretter fra 50 meters dyp. Krepsdyrplanktonet, som samles nederst i håvkoppen, heller vi over på mørke glass før vi har oppi konserveringsmiddel så prøvene holder seg godt frem til vi igjen starter med taksonomiske bestemmelser på laboratoriet neste vinter.
Etter nærmere tre timer med prøvetaking på isen pakker vi sammen prøveflasker, håv, vannhenter, sonde, isbor og andre remedier. Etter like mange timer med våte fingre ute i minusgrader og sur vind trekker vi varme hansker på hendene og ser frem til å komme oss tilbake på land.
Prøvetaking på isen markerer starten på en ny feltsesong med innsjøundersøkelser. Nå venter noen uker til med dataanalyser og rapportering av fjorårets innsjøer inne på kontoret, hvor vi fortsetter å bearbeide innsamlede prøver på laboratoriet, håndtere og analysere data, og å publisere funnene i fagrapporter og vitenskapelige journaler. Det er en viktig og motiverende del av arbeidet.
Dataene blir også tilgjengeliggjort for andre gjennom fagsystemer som Vannmiljø, artskart ol. I mai-juni reiser vi igjen tilbake til Møsvatn, og de andre innsjøene som overvåkes gjennom ØKOSTOR-programmet for innsamling av nye data. Forhåpentligvis er våren da kommet litt lengre enn på Gjende 31. mai 2016, hvor isen nettopp hadde kollapset i møte med sol, varme og vind (se bildet under).
