I løpet av en 30-års periode har vanntemperaturen økt jevnt og trutt i Kongsfjorden og Smeerenburgfjorden på Svalbard, samt at den isfrie perioden om sommeren gradvis har blitt lengre og lengre.

På den steinete fjordbunnen har det også skjedd dramatiske og plutselige endringer som har funnet sted over få år.

Studien er utført av stipendiat Susanne Kortsch ved Universitetet i Tromsø (UiT), som har analysert en serie prøver tatt i de to fjordene mellom 1980 og 2010.

Funnene ble publisert i tidsskriftet PNAS i forrige uke.

Økt temperatur og lengre

Serien viser at den isfrie perioden på Vest-Svalbard har økt med 3,3 dager i året, eller over tre måneder til sammen siden 1980, i tillegg til at gjennomsnittstemperaturen på havoverflaten har steget med 0,5˚C siden starten på serien.

På tross av temperaturøkningen holdt samfunnsstrukturen av havbunnsorganismer seg relativt uforandret de første 12–14 årene, for så å oppleve brå og vedvarende forandringer.

Strukturforandringen har i hovedsak bestått av en voldsom oppblomstring av makroalger, og en korresponderende tilbakegang hos en rekke organismer som lever på bunnen, som sjøanemoner. Andre arter, som kalkormer og mosdyr, har det blitt flere av.

Regimeskifte

– Det vi ser er et regimeskifte, der makroalgene er med på å skape en helt annen samfunnsstrukturstruktur på fjordbunnen. Forandringen består ikke kun av økt makroalgeforekomst, men en endring som omfatter hele samfunnsstrukturen på bunnen, påpeker Kortsch.

– Algene er mulige drivere for noen av de endringene vi ser i andre arter. Brunalgene, som har inntatt Kongsfjorden, er for eksempel både mat og skjulested for en rekke organismer.

– Dermed endres interaksjonene mellom artene, når algemengden øker. En økt forståelse av de økologiske mekanismene, slik som samspillet mellom arter, er viktig å få med seg når vi ser slike store og brå endringer, forklarer Kortsch.

Fra 1980 til 1995 dekket brunalgen i gjennomsnitt mindre enn åtte prosent av prøveområdet i Kongsfjorden, før det plutselig øker til 80 prosent i 1995. Siden den gang har brunalgen i gjennomsnitt hatt et dekke på rundt 40 prosent.

I Smeerenburgfjorden, som ligger lenger nord, kom forandringen fem år senere, der forekomsten av makroalger (røde og brune) økte fra et dekke på 3 prosent til 26 prosent.

Vippepunkt

– Det at makroalgene var til stede allerede i 1980 gjør at vi kan utelukke at økningen skyldes at de nylig har blitt introdusert til området.

– Men den økte temperaturen, økt tilgang på lys og lengre vekstsesong gjør at makroalgene nå har en økt konkurranseevne i forhold til de artene som tidligere dominerte, sier Kortsch.

– Det at det skjedde så plutselig, og såpass lenge etter at klimaforandringene begynte, tyder på at vi har med et arktisk vippepunkt å gjøre, en plutselig, omfattende og vedvarende strukturendring i økosystemet.

Unik serie

Det som gjør Kortschs forskning unik, er tilgangen til den lange serien med data, samlet inn av Bjørn Gulliksen, professor ved UiT og Universitetssenteret på Svalbard (UNIS).

– Det er svært sjeldent med så lange serier fra Arktis. Det er jo først i det siste at forskere for alvor har begynt å konsentrere seg om klimaendringer her, og da er det jo for sent i forhold til å vite hvordan det var her før temperaturen begynte å stige, påpeker Kortsch. 

Selv om resultatene av forskningen er klare og entydige, er det vanskelig å forutsi konsekvensene.

Kortsch har en hypotese om at flere makroalger vil kunne føre til større biodiversitet og endrede interaksjoner mellom artene, men det er ikke så lett å spå hvordan det vil påvirke funksjonen av økosystemet.

– Det vi kan si sikkert er at økosystemets komponenter henger sammen. Blir det drastiske endringer i én del, så vil det få følger for andre komponenter også.

– Vi vet ikke nok om mekanismene som er involvert i disse systemene til å kunne forutse hva som vil skje. Derfor er videre forskning og monitorering svært viktig, sier hun.

– Det er spesielt viktig at øke den økologiske forståelsen av arktiske økosystemer og hvordan de fungerer i en tid der vi med al sandsynlighet står over for brå miljø-messige forandringer i Arktis, samt økende menneskelig aktivitet.

Referanse:

Kortsch m.fl.: Climate-driven regime shifts in Arctic marine benthos (pdf), PNAS August 13, 2012, doi: 10.1073/pnas.1207509109.