Kiekvieną vasarą būriams poilsiautojų traukiant prie Baltijos jūros, išgirstame ir apie šiltuoju sezonu suintensyvėjantį vandens žydėjimą. Kaip šį reiškinį galima stebėti pasitelkiant Žemės stebėjimo palydovus, pasakoja Vilniaus universiteto Geografijos ir kraštovarkos katedros geografai Elzė Buslavičiūtė ir dr. Laurynas Jukna.
Baltijos jūra – viena užterščiausių jūrų pasaulyje
Pusiau uždara ir devynių valstybių apsupta Baltijos jūra laikoma viena užterščiausių jūrų pasaulyje. Jūros uždarumas, aplink vykdoma ūkinė veikla, klimato kaita ir intensyvėjančios liūtys lemia, kad 97 proc. Baltijos jūros teritorijos yra paveiktos eutrofikacijos. Eutrofikacija – tai procesas, kai maistinėms medžiagoms patekus į vandens telkinį pagreitėja dumblių ir kitų mikroorganizmų dauginimasis ir sumažėja deguonies kiekis. Perteklinės maistinės medžiagos, tokios kaip azotas ar fosforas, neretai į vandenį patenkančios dėl žemės ūkyje naudojamų trąšų, buitinių nuotekų ir pramoninės taršos, lemia spartų fitoplanktono augimą, o jam žuvus ir prasidėjus skaidymo procesui – deguonies sumažėjimą vandens telkinyje. Deguonies sumažėjimą taip pat skatina ir dėl dumblių padaugėjimo į gilesnius vandens sluoksnius neprasiskverbianti saulės šviesa, reikalinga fotosintezei vykdyti. Dėl šio proceso Baltijos jūros priedugnyje susiformuoja vadinamosios „mirties zonos“ – vietos, kuriose susidaro hipoksinės arba anoksinės, t. y. deguonies trūkumo arba jo nebuvimo, sąlygos. Mažėjant deguonies vandens organizmai miršta arba turi migruoti į kitas vietas.
Žydėjimas matomas iš palydovų
Nors dumblius galime matyti tiesiog nuo kranto ar plaukiodami vandens telkinyje, vandens žydėjimas lengvai pastebimas ir iš kosmoso. Vasarą, susidarius palankioms meteorologinėms sąlygoms ir virš Kuršių nerijos praskrendant Žemės stebėjimo palydovams, mariose ir jūroje matome žalius dumblių sūkurius ir jų sankaupas. Tokiomis Baltijos jūros ir Kuršių marių vandens žydėjimo nuotraukomis neretai dalinasi ir pati NASA ar Europos kosmoso agentūra (ESA), nes šis reiškinys čia itin dažnas. Netikros spalvos kompozicinėje nuotraukoje matome vandens žydėjimą Kuršių mariose ir Baltijos jūros pakrantėse birželio pabaigoje.
Iš palydovų gaunami vandens spektrinio atspindžio duomenys suteikia informacijos apie fitoplanktono biomasę, kuri nustatoma remiantis chlorofilo-a, t. y. žaliojo pigmento, esančio dumbliuose, koncentracijos rodikliu. Be to, vadovaujantis šviesos atgalinės sklaidos informacija taip pat galima išmatuoti ir vandens suspenduotų dalelių rodiklius.
Dumbliai smarkiai sugeria mėlynąjį spektrą ir atspindi žaliąjį, tuo tarpu skaidrus vanduo atspindi daugiau mėlynojo negu žaliojo spektro. Remiantis tuo, išvedami mėlynojo ir žaliojo spektro atspindžio reikšmių santykio rodikliai, nurodantys chlorofilo-a koncentraciją. Be to, temperatūros įtaka vandens žydėjimui gali būti stebima ir terminiais sensoriais.
Neretai chlorofilo koncentracijai matuoti sukuriamos pasaulinio stebėjimo misijos. Viena iš jų – JAXA (Japonijos kosmoso tyrimų agentūra) vykdoma GCOM misija su „Shizuku“ ir „Shikisai“ palydovais. Šioje misijoje chlorofilas apskaičiuojamas remiantis mėlynosios ir žaliosios juostų atspindžio santykiais. Vis dėlto norint sužinoti tikrąjį chlorofilo kiekį šiuos duomenis būtina kalibruoti, t. y. sugretinti su lauko matavimo, vykdomo ant žemės, duomenimis, todėl GCOM misijos duomenų tikslumas nustatomas remiantis įvairiose šalyse prieinamais lauko matavimų duomenimis.
Iš šios misijos duomenų galime matyti, kad didžiausia vidutinė chlorofilo-a koncentracija gegužės–liepos mėnesiais Baltijos jūroje būna centrinių rytų ir pietryčių regionų pakrantėse – Suomijos ir Rygos įlankose. Minėtų mėnesių duomenys rodo, kad šiemet chlorofilo koncentracija buvo didesnė nei 2022 ar 2023 m. Be to, remiantis Europos aplinkos agentūros duomenimis, Botnijos įlankos pakrantėse, kur chlorofilo kiekis būdavo sąlyginai žemesnis nei kitose Baltijos jūros vietose, pastaraisiais metais jo koncentracija didėja.
Vandens žydėjimo pavojai
Vandens žydėjimas didelio dėmesio sulaukia ne veltui – be jau minėtų mirties zonų, poveikio žuvų ir kitų jūrinių organizmų sveikatai ir populiacijai, šis procesas gali sukelti įvairių sveikatos problemų ir žmonėms: melsvabakterės gamina toksinus, kurie gali sukelti alergines reakcijas, virškinimo sistemos sutrikimus ir netgi lėtines kepenų ligas.
Vis dėlto per daugelį metų pastebėta, kad kai kuriose Baltijos jūros vietose, pašalinus didžiausius taršos šaltinius, tobulinant nuotekų valymo sistemas ir ribojant pramonės įmonių taršą, vidutinės chlorofilo koncentracijos mažėja. Tačiau žemės ūkio veikla, dėl kurios į Baltijos jūrą patenka beveik pusė viso azoto ir fosforo, tebėra pagrindinis maistinių medžiagų patekimo į Baltijos jūrą šaltinis, o trumpėjančios žiemos, kylanti temperatūra ir stiprėjančios liūtys daro vis didesnį poveikį eutrofikacijos procesui.