Foraminiferer - klimatets historieberättare
Det är nog många som har stått vid en havsstrand och tittat ut över havet, imponerats av mäktigheten och känslan av oändlighet. Det är svårare att tänka sig att det finns en hel värld där under havsytan, med djup som är djupare än vad Himalaya är högt. Här hittar vi också vårt viktigaste miljöarkiv. I havsbottens sediment, i leran på botten, finns en mängd olika mikrofossil som kan berätta om forna tiders klimat och havsmiljöer.
Marina sediment på havsbotten innehåller bland annat lera och sand, men även olika slags plankton och kalkskaliga mikroorganismer. Tillsammans utgör de ett viktigt och spännande miljöarkiv. Ett arkiv som kan berätta mycket om hur jordens klimat och olika havsmiljöer har varierat över hundratusentals år. Genom att borra långa sedimentkärnor tar vi upp en "mapp" från arkivet. Ju längre ner vi borrar, desto äldre blir kunskapen. När vi tittar i mappen hittar vi bland annat små, encelliga mikroorganismer, så kallade foraminiferer. De är ungefär lika stora som sandkorn. Det finns både planktoniska, som lever nära ytan, och bottenlevande foraminiferer. Det är deras skal, som ofta är av kalk, som gör att de bevaras i bottensedimenten när de dör. Hundratals efter hundratals år ligger de där, och deras skal kan berätta hur haven har mått genom tiderna.
Kan berätta om havsmiljön
Havsvatten innehåller en rad olika grundämnen, alla i olika mängd. Grundämnena finns dessutom i olika former, så kallade isotoper. En del grundämnen, som syre, kalcium och magnesium och deras isotoper, byggs in i kalkskalen när foraminifererna växer. Förhållandet mellan olika ämnen och deras isotoper varierar i skalen, bland annat beroende på vattnets temperatur och salthalt när de bildades. Genom att studera dessa ämnen och olika isotoper kan vi återskapa vattentemperaturer och salthalt hundratusentals år bakåt i tiden. Foraminiferer från olika havsområden har därmed lärt oss mycket om hur jordens klimat och olika havsmiljöer har varierat.
I vår forskning vill vi nu förbättra vår kunskap om dessa viktiga historieberättare och bli bättre på att tolka dem. Genom att i detalj studera hur olika ämnen och deras isotoper byggs in i skalet på levande foraminiferer från Skagerrak och Östersjöområdet kan vi med större noggrannhet och exakthet säga hur exempelvis temperaturen har varierat. Vi kan även ta fram regionalt anpassade kalibreringskurvor som kan användas för att i detalj studera hur havsmiljön i Kattegatt och Östersjön har varierat.
Elektronmikroskopbild på foraminiferarten Elphidium excavatum som förekommer både i Kattegatt och i Östersjön. Foraminifererna är små som sandkorn men mycket vanliga i marina miljöer. Har du gått på en lerig havsstrand någon gång har du säkert haft dem mellan tårna.
Komplicerad forskning
Vi har nu provtagit bottenlevande foraminiferer på flera ställen i Kattegatt och Östersjön och analyserat vilka olika isotoper och ämnen de innehåller. Men ute i havet kan vi, av naturliga skäl, inte kontrollera omgivningen, utan miljöförhållandena blir vad de är när vi var ute till sjöss. Därför gör vi också experiment inne på laboratoriet. Men att utföra dessa experiment under kontrollerade förhållanden är komplicerat. Det krävs specialdesignade odlingskammare för foraminiferer och rejält med tålamod och uthållighet.
Utrustningen finns än så länge inte i Sverige utan vi får flyga över med våra foraminiferer i kylväskor till University of St Andrews i Skottland. Där har vi odlat foraminiferer från Kattegatt och Östersjön vid tre olika salthalter och samma temperatur. Våra skotska odlingskammare har två inflöden och två utflöden och är kopplade till en stor reservoar med havsvatten så att vi får cirkulationen på vattnet. Vi stoppar vattenflödet regelbundet för att mata foraminifererna med mikro- och guldalger.
Hittills har vi genomfört två halvårslånga experiment där salthalterna har varierat mellan 16 och 33 promille. Efter det första experimentet 2013 kunde vi se att alla olika foraminiferarter hade växt till vid alla salthalter men att bara en enda art hade reproducerats sig. Det var individer från Östersjön med sin låga salthalt på 15 promille som hade blivit placerade i en odlingskammare med ungefär samma salthalt som finns i Kattegatts bottenvatten, 31 promille.
Resultatet blev en rejäl babyboom och vi kunde notera över 2 600 individer i en kammare där det från början funnits runt 100 individer av olika arter. Vi tror att det här beror på positiv stress. Dessa foraminiferer i Östersjön lever precis på marginalen på grund av den låga salthalten och nu hamnade de plötsligt i en mycket mer gynnsam miljö med högre salthalt. Detta startade troligen den omfattande reproduktionen. Efter det andra experimentet 2014 har vi hittills hunnit noterat skaltillväxt av flera olika arter vid flera olika salthalter. Nu återstår det tidsödande arbetet med att analysera olika ämnen och isotoper i alla dessa foraminiferer.
