Järvillä on iso merkitys ilmastonmuutoksessa

Järvistä ilmakehään vapautuvien kasvihuonekaasujen määrä riippuu valuma-alueen, järven ja ilmakehän välillä tapahtuvista prosesseista.

- Koska valtaosa maailman järvistä sijaitsee pohjoisilla leveysasteilla, tutkimuksen tuloksilla on vaikutusta myös globaalisti. Järvien biogeokemian parempi ymmärtäminen tarkentaa kasvihuonekaasujen vuoarvioita järvistä eri alueilla sekä järvien roolia ilmastonmuutoksessa, Kuivajärvellä Hyytiälässä työtä tehnyt limnologi Jouni Heiskanen sanoo.

Ylikyllästyneet järvet ovat kasvihuonekaasujen lähteitä

Vaikka maapallon pinta-alasta vain 2 prosenttia on järviä, nykyisten arvioiden mukaan järvistä vapautuu noin 10 prosenttia siitä hiilestä, jonka maaekosysteemit vuosittain sitovat.

Valuma-alueelta tuleva orgaaninen aines määrittää suurelta osin veden sameuden ja värin, jotka tuulen ja lämpövuon ohella vaikuttavat keskeisesti lämpötilan harppauskerroksen eli termokliinin muodostumiseen.

Lämpökerrostumisen vuoksi vain veden pintakerros on hyvin sekoittunutta, jolloin kasvihuonekaasuja pääsee kertymään alusveteen. Järven eliöstö hajottaa orgaanisen aineksen tuottaen hiilidioksidia, kun happea on saatavilla. Jos alusvesi on hapetonta, hajotettaessa tuotetaan myös metaania. Kasvihuonekaasut vapautuvat lopulta ilmakehään ohuen pintakerroksen läpi.

Järvet ovat tyypillisesti ylikyllästyneitä suhteessa ilmakehän hiilidioksidi- ja metaanipitoisuuteen. Tällöin järvet ovat kasvihuonekaasujen lähteitä.

Kasvihuonekaasut vapautuvat järvistä nopeammin kuin on luultu

Kaasuvoita arvioitaessa on tärkeää tietää, kuinka nopeasti kaasut liikkuvat järven ja ilmakehän välillä. Eddy kovarianssi -tekniikalla (EC) tehdyt suorat vuomittaukset mahdollistavat kaasunvaihdon nopeuden tarkan arvioinnin.

Järvillä EC-tekniikan käyttö on kuitenkin uutta, minkä vuoksi yleisesti hyväksyttyjä käytäntöjä ei vielä ole. Jouni Heiskasen väitöstyön tavoite olikin tarkastella globaaleja arvioita järvistä vapautuvista kasvihuonekaasuista pureutumalla eri kaasunvaihdon nopeuden parametrisaatioihin. Tarkat mittaukset paljastavat, että kaasunvaihto on yli kaksi kertaa nopeampaa kuin yleisesti käytössä olevilla malleilla on arvioitu.

- Ovatkohan globaalit arviot järvistä vapautuvista kasvihuonekaasuista sittenkin aliarvioita, Heiskanen kysyy.

Veden kirkkauden vaikutusta tutkittava lisää

Väitöstutkimuksessa selvitettiin veden kirkkauden vaikutuksia vesipatsaan fysiikkaan ja vesi-ilmakehä-rajapinnan prosesseihin, mikä mahdollistaa tarkemmat tulevaisuuden ennusteet järvistä vapautuvista kasvihuonekaasuista.

Veden kirkkaus oli keskeinen tekijä, joka vaikutti järven lämpökerrostumiseen. Jos järven vesi muuttuu tummemmaksi, päällysvesi lämpenee voimakkaammin, mutta termokliini on lähempänä pintaa. Syksyllä järvi viilenee nopeammin ja jääpeitteen tulo aikaistuu. Näillä tekijöillä on vaikutusta järven eliöstöön ja kasvihuonekaasupäästöihin.

- Jatkossa tulisi tutkia, kuinka ilmastonmuutos vaikuttaa järvien sameuteen, kun sadanta ja siitä aiheutuva valunta ja ulkoinen kuormitus muuttuu, Heiskanen sanoo.

Limnologi Jouni Heiskasen väitöskirja Helsingin yliopistosta fysiikan laitoksen Ilmastonmuutoksen huippututkimusyksiköstä käsittelee näitä aiheita otsikolla ”Lake-atmosphere greenhouse gas exchange in relation to atmospheric forcing and lake biogeochemistry”. Vastaväittäjä on professori Andreas Lorke Koblenz-Landaun yliopistosta Saksasta ja kustos professori Jorma Kuparinen Helsingin yliopiston ympäristötieteiden laitokselta.

Väitöstilaisuus on perjantaina 5.6.2015 kello 12 osoitteessa Viikinkaari 11 (Infokeskus), sali 2.

KUVAT:

Valokuva lautasta Kuivajärvellä: Juho Aalto
Kaavakuva järvestä ja ympäristöstä: Jouni Heiskanen

Lisätiedot:

Jouni Heiskanen, 044 35 55 548, jouni.heiskanen@helsinki.fi

Ajankohtaiset väitöskirjat Helsingin yliopistossa: http://ethesis.helsinki.fi/

Ystävällisin terveisin
Minna Meriläinen-Tenhu, 050 415 0316, @MinnaMeriTenhu