Ilmastouutiset, viikko 9/2010

 

Jääkarhu Huippuvuorilla. Kuva Esko Pettay.

Arktisten alueiden lajit vaikeuksissa ilmaston lämmetessä

Napa-alueet ovat maapallon nopeimmin lämpeneviä paikkoja. Merieliöihin vaikuttavat sekä meriveden lämpötilan kohoaminen, merten happamoituminen (ks. Ilmastouutiset, viikko 7/2010) että jääpeitteen pinta-alan pieneneminen.

Arktisten vesien merieläimiltä kului miljoonia vuosia tasaisen kylmiin olosuhteisiin sopeutumiseen, joten ne ovat hyvin herkkiä muutoksille. Niinpä ne ovatkin erinomaisia ympäristönmuutoksen indikaattoreita. Esimerkiksi Grönlannissa ja muualla Arktiksella elävän jääkarhun tärkein elinympäristö on merijää, jonka päällä se saalistaa hylkeitä. Kesäisen merijään katoaminen on jääkarhuille vakava uhka.

Krillit ovat hieman katkarapua muistuttavia, planktonia syöviä äyriäisiä, jotka puolestaan ovat kalojen, vesilintujen, hylkeiden, valaiden ja pingviinien tärkeää ravintoa. Krillien määrä pienenee merijään vähentyessä. Sen sijaan paljon pienemmät hankajalkaisäyriäiset yleistyvät. Tällainen ravintoverkon muuttuminen suosii esimerkiksi meduusoja, joita Antarktiksella elävät pingviinit eivät käytä ravintona. Pingviinit kärsivät jäätiköiden pienenemisestä myös suoraan, koska ne munivat jäälle.

Lähde: Griffiths, H.: ”Understanding global climate change through new breakthroughs in Polar research”, British Antarctic Survey, February 18, 2010 [lehdistötiedote].  

Huippuvuorten jäätiköt

Norjalaiset tutkijat Oslon yliopistosta ovat tutkineet jäätiköiden muutoksia Huippuvuorilla (= Svalbard norjankielellä). Tutkimusmateriaalina he käyttivät ilmasta otettuja valokuvia vuosien 1965 ja 1990 välillä ja satelliittidataa ICESat-projektista, joka on suunniteltu jäätiköiden tarkkailuun, mutta tätä ennen sitä on käytetty vain Grönlannin ja Antarktiksen jäätiköiden tutkimiseen. He tutkivat jäätiköiden paksuuden muutoksia ja havaitsivat lähes kaikkien alueen jäätiköiden ohentuneen. Keskimääräinen ohentuminen oli 40 cm vuodessa. Alueella on 27000 neliökilometriä jäätiköitä ja niistä havaittiin hävinneen jäätä yhteensä 10 kuutiokilometriä vuodessa. He laskivat, että jään hävikki alueelta on aiheuttanut globaalin merenpinnan nousua 0,026 millimetriä (eli 26 mikrometriä) vuodessa. Aikaisemmat arviot alueelta ovat vaihdelleet välillä 0,01 ja 0,056 millimetriä vuodessa. Huippuvuorten osuus on ollut 4 % pienten jäätiköiden aiheuttamasta merenpinnan noususta, mikä on jokseenkin odotettu tulos Huippuvuorten jäätiköiden pinta-alan perusteella. Globaalin merenpinnan kokonaisnousu on ollut noin 3 millimetrin luokkaa vuodessa.

He havaitsivat kolmentyyppisiä muutoksia jäätiköissä. Suurimmassa osassa tapahtui voimakasta ohenemista jäätikön alaosassa ja lievää ohenemistä jäätikön korkeammalla olevissa osissa. Joissakin jäätiköissä havaittiin voimakasta ohenemista jäätikön alaosassa, mutta paksuuden kasvamista jäätikön korkeammalla olevissa osissa. Kolmannessa tyypissä jäätikkö oli ”syöksynyt” eli liikkunut voimakkaasti, jolloin jäätikön alaosa paksuuntuu ja yläosa ohenee. He huomauttivatkin, että paksuuden muutoksia tulkitessa ilmastollisessa merkityksessä on oltava varovainen, koska jäätiköiden liikkeetkin voivat olla yksi voimakas muutoksien aiheuttaja.

Lähde: Nuth, C., G. Moholdt, J. Kohler, J. O. Hagen, and A. Kääb (2010): ”Svalbard glacier elevation changes and contribution to sea level rise”, J. Geophys. Res., 115, F01008, doi:10.1029/2008JF001223 [tiivistelmä, koko artikkeli].

Lisääntyvä metaani saattaa kiihdyttää ilmastonmuutosta

Arktisilta tundra-alueilta vapautuu ikiroudan sulaessa entistä enemmän metaania, joka on hiilidioksidiakin voimakkaampi kasvihuonekaasu. Ilmakehän metaanimäärä alkoi kasvaa vuonna 2007, jolloin Arktiksen lämpöaalto aiheutti merijään voimakasta sulamista.

Alustavien tutkimustulosten mukaan metaanimäärän kasvu on jatkunut myös vuosina 2008 ja 2009. Vuosina 2007 ja 2008 ilmakehän keskimääräinen metaanipitoisuus lisääntyi maailmanlaajuisesti 7 ppb (miljardisosaa) vuodessa. Vastaavasti vuoden 2009 ensimmäisellä puoliskolla maapallon keskimääräinen ilmakehän metaanipitoisuus oli noin 7 ppb suurempi kuin vuonna 2008, mikä antaa viitteitä siitä, että metaanimäärän kasvu jatkui myös viime vuonna.

Arktisen ikijään sulaessa voikin vapautua yhä enemmän metaania, mikä kiihdyttää ilmaston lämpenemistä hyvin voimakkaasti. Vielä on ennenaikaista sanoa, onko tämä metaanin kasvutrendi pysyvä. Jos kyseessä on jatkuva kasvutrendi, tämä on huolestuttava esimerkki ilmastonmuutosta voimistavista kerrannaisvaikutuksista.

Lähde: Blake, H.: ”Climate change could be accelerated by ’methane time bomb'”, Telegraph, February 22, 2010 [koko artikkeli]. 

Valekarettikilpikonna Välimeressä. Kuva Jari Kolehmainen.

Korallien ja muiden merieläinten vaihtoehdot ilmaston lämmetessä: muuta, sopeudu tai kuole

Esimerkiksi Kalifornian länsirannikon merieläimet voivat muuttaa pohjoisemmaksi ilmaston lämmetessä. Sen sijaan Fijin ja Amerikan Samoan korallilajeilla tätä mahdollisuutta ei ole. Kukin korallipopulaatio on eristyksissä omalla saarellaan, joten niiden on pakko sopeutua tai kuolla.

Meribiologit ovat epäilleet korallien olevan vaarassa kuolla sukupuuttoon, kun merivesi lämpenee ilmastonmuutoksen seurauksena. Uudessa tutkimuksessa on kuitenkin löydetty korallilaji, joka on sopeutunut korkeisiinkin lämpötiloihin.

Matalissa laguuneissa kasvavat korallit joutuvat alttiiksi korkeille lämpötiloille varsinkin kesäaikaan, jos laskuvesi ajoittuu iltapäivään. Luonnollisissa oloissa tällaiset lämpöpiikit kestävät 4-6 tuntia, mutta tutkimusolosuhteissa näihin piikkeihin sopeutunut korallilaji selvisi korkeasta lämpötilasta 5-6 päivää.

Toistaiseksi ei kuitenkaan tiedetä sitä, kuinka pitkään korallit voivat sietää jatkuvasti kohonneita lämpötiloja. Myöskään siitä ei ole tietoa, kuinka monilla korallilajeilla on tällainen sietokyky.

Myös fossiilitutkimukset antavat uutta toivoa korallien sopeutumiskyvystä. Ecology-lehden uusimassa numerossa julkaistussa tutkimuksessa tarkastellaan ensimmäistä kertaa fossiiliaineiston (8 riuttaa, Papua-Uusi-Guinea)perusteella korallien selviämistä menneiden ympäristönmuutosten aikana, esimerkiksi jääkaudella, jolloin merenpinta oli 120 metriä nykyistä alempana.

Kun merenpinta laski, koralliriuttojen pinta-ala pieneni ja niiden yhteydet toisiinsa katkesivat. Koralliriutat kuitenkin selvisivät hengissä, vaikkakin niiden koostumus kyllä muuttui ja kasvu hidastui.

Korallit ovat siis selvinneet aiemminkin suurista muutoksista. Erona kuitenkin on se, että jääkauden aikaan merenpinta laski. Nyt taas merenpinta nousee ja veden lämpötila kohoaa. Lisäksi nyt koralliriuttoja uhkaavat samanaikaisesti monet muutkin tekijät: veden laadun heikentyminen, huventuvat kalakannat, korallien haalistuminen, merien happamoituminen ja elinympäristöjen pienentyminen.

Muillakin lajeilla on samanaikaisesti useita eri uhkatekijöitä. Välimerellä valekarettikilpikonnaa (Caretta caretta) haittaavat meren saastuminen, munintapaikkojen väheneminen ja ilmastonmuutos. Monilla kilpikonnalajeilla munintapaikan lämpötila vaikuttaa sukupuoleen, jolloin sukupuolijakauma voi vinoutua ilmaston muuttuessa.

Lähteet: Stanford University: ”Climate Change and Coral Reefs: Coral Species Has Developed the ’Skills’ to Cope With Rising Temperatures”, ScienceDaily, February 27, 2010 [koko artikkeli], ARC Centre of Excellence in Coral Reef Studies: ”Ancient Corals Hold New Hope for Reefs”, ScienceDaily, March 2, 2010 [koko artikkeli], Pandolfi, J., Tager, D., Lappin, J., and King, J.: ”Ancient Corals Hold New Hope for Reefs”, ARC Coral Reef Studies, March 1, 2010 [koko artikkeli]. 

Ilmastonmuutos ei ehkä ollutkaan syynä kultakonnan sukupuuttoon

Ainoastaan Costa Ricassa Monteverden vuorten pilvimetsissä 1500-1650 metrin korkeudella elänyt kultakonna (Bufo periglenes tai Incilius periglenes) oli vuonna 1966 löydetty sammakkoeläinlaji, joka ilmeisesti kuoli sukupuuttoon vuonna 1989. Kultakonnaa on pidetty esimerkkinä ilmastonmuutoksen tuhoamasta lajista.

Kultakonnan sukupuuton todennäköinen syy on kytridiomykoosia aiheuttava Batrachochytrium dendrobatidis -loissieni. Sama loissieni on tuhonnut Amerikassa ja muuallakin maapallolla lukuisia toisiakin sammakkoeläinlajeja. Tämän tappavan loissienen leviäminen on usein liitetty ilmastonmuutokseen. Päätelmän mukaan lämpeneminen on aiheuttanut Keski- ja Etelä-Amerikassa pilvisyyden lisääntymiseen haihdunnan seurauksena, mikä taas on johtanut päivälämpötilojen alenemiseen ja yölämpötilojen kohoamiseen. Nämä olosuhteet ovat sienitaudille aiempaa otollisemmat.

Uuden 1.3.2010 Proceedings of the National Academy of Sciences -lehdessä julkaistun tutkimuksen mukaan ainakin Monteverden alueella säiden vaihtelu kultakonnan sukupuuttoon kuolemisen aikoihin kuitenkin oli alueen normaalin säävaihtelun rajoissa.

Tutkimus perustuu Monteverden pilvimetsien vanhoihin puihin. Tropiikin puut kasvavat samalla tavoin ympäri vuoden, joten niissä ei ole havaittavissa selkeitä lustoja eli vuosirenkaita. Puunäytteissä olevia hapen isotooppisuhteita analysoimalla on kuitenkin mahdollista tutkia alueen kosteusoloja solukoiden syntyhetkellä. Kuivana aikana hapen raskasta isotooppia 18 on suhteessa isotooppiin 16 verrattuna enemmän kuin kosteana aikana.

Ennen tutkimuksen aloittamista tutkijat olettivat maailmanlaajuisen ilmaston lämpenemisen näkyvän myös Monteverden alueella pitkän aikavälin lämpenemis- tai kuivumistrendinä. Viime vuosisadan kosteusoloista tehty rekonstruktio kuitenkin osoittaa kosteusolojen vaihtelun olevan yhteydessä luontaiseen El Niño -ilmiöön, joka aiheuttaa paikoin kuivumista ja paikoin vesi- ja lumisateita.

Kultakonna hävisi vuosien 1986-1987 El Niñoa seuranneen poikkeuksellisen kuivan kauden jälkeen. Tutkijat arvelevat konnien joutuneen kuivuuden takia kokoontumaan suurina joukkoina hyvin harvalukuisille kutupaikoille, mikä edisti tehokkaasti sienitaudin leviämistä.

Aiemmin ilmastonmuutoksen on ajateltu edistäneen sienitaudin leviämistä ja heikentäneen sammakoeläinten vastustuskykyä. Tämän uuden tutkimuksen mukaan Monteverden alue oli kyllä vuosien 1986-1987 El Niñon jälkeen kuivimmillaan sataan vuoteen, mutta kuivuus mahtuu silti alueen ilmaston luonnolliseen vaihteluun. Niinpä tutkijat päättelevät kultakonnan kuolleen sukupuuttoon luonnollisen El Niñon ja sienitaudin seurauksena, ei ilmastonmuutoksen takia.

Tutkijat kuitenkin tähdentävät sitä, ettei tämä tutkimus kerro mitään muualla maapallolla tapahtuneen sammakkoeläinpopulaatioiden romahtamisen syistä. Ilmastonmuutos tulee epäilemättä olemaan vakava uhka biodiversiteetille eli luonnon monimuotoisuudelle. Maapallon keskilämpötila on noussut noin 0,8 astetta sadassa vuodessa ja vuoristoalueilla joidenkin tutkimusten mukaan enemmänkin. Alpiinisen vyöhykkeen kasvit ja eläimet pyrkivät siirtymään ylemmäksi ilmaston lämmetessä, mutta aina tämä ei onnistu. Ilmaston lämpeneminen tulee varmasti vaikuttamaan tulevaisuudessa lajien sukupuuttoihin.

Ilmastonmuutoksen ja biodiversiteetin pienenemisen välisen yhteyden osoittaminen on kuitenkin hyvin hankalaa, koska asiaan vaikuttavat samanaikaisesti monet eri tekijät, esimerkiksi elinympäristöjen tuhoutuminen, sairaudet, saastuminen ja normaali säiden vaihtelu. Tropiikissa tilannetta vaikeuttaa vielä säämittausten ulottuminen vain muutamia vuosikymmeniä taakse päin, mikä estää näkemästä pitkän aikavälin trendiä.

Lähteet: Pounds, A., Savage, J., Bolaños, F.: ”Incilius periglenes”, IUCN Red List of Threatened Species 2009 [IUCN Red List], Columbia University, The Earth Institute: ”El Niño and a Pathogen Killed Costa Rican Toad, Study Finds”, March 1, 2010 [lehdistötiedote].

Uutiskoosteen kirjoittivat Ari (Huippuvuorten jäätiköt) ja Jari (muut uutiset). Kiitos metaaniartikkelivinkistä, Kaj.