Náttúrufræðingurinn - 2018, Qupperneq 56

Náttúrufræðingurinn
136
Á 3. mynd má sjá hvernig styrkur kísils
sveiflast yfir árið og þar má sjá örlitla
aukningu kísilstyrks í byrjun ágúst, lík-
lega vegna minni virkni kísilþörunga í
júlí og fyrri hluta ágústmánaðar áður en
haustblóminn hefst. Svipaða sveiflu má
sjá í styrk nítrats (NO3) á 4. mynd eins
og lýst er í kaflanum um styrk leystra
næringarefna. Skeljar kísilþörunga falla
til botns þegar þörungarnir deyja og
mynda þar þykkt teppi af kísilgúr. Það
er að samsetningu 55% kísilskeljar, 11%
lífrænt efni og um 30% sandur/gjóska.
Áður en kísilgúrvinnsla hófst var setið
þykkast 9,4 m í Ytriflóa en að meðaltali
4,2 m.9 Rannsókn á samsætum kísils í
Mývatni hefur sýnt að kísilskeljarnar
leysast upp að hluta eftir að þörungur-
inn deyr og getur sú leysing staðið
undir allt af 30% af leystum kísli í vatn-
inu yfir hásumarið, og að meðaltali um
3,7% af leystum kísli yfir árið.19 Ljóstil-
lífun krefst einnig annarra aðalefna í
svolitlum mæli, svo sem klórs (Cl), kal-
íums (K), kalsíums (Ca), magnesíums
(Mg) og brennisteins (S) en áhrifa af
upptöku þeirra efna gætir ekki í styrk
efnanna í vatninu (3. mynd).
Styrkur kalsíums (Ca), magnesíums
(Mg), klórs (Cl), flúors (F), brennisteins
(S-total og SO4) breyttist lítið yfir árið
(3. mynd). Aðalefnasamband brenni-
steins er súlfat (SO4) í fersku, köldu yfir-
borðsvatni. Hins vegar víkur styrkur SO4
í Mývatni frá heildarstyrk brennisteins
(S-total) og mælist hærri en heildar-
styrkurinn yfir sumartímann. Munur-
inn er sýndur á 3. mynd sem „non SO4-
S“. Ekki er ljóst af hverju þetta stafar en
margt bendir til þess að lífríkið hafi áhrif
á efnaform brennisteins. Munurinn á
S-total og SO4 var mestur þegar styrkur
á leystu lífrænu kolefni (DOC), lífrænu
köfnunarefni (DON) og lífrænum fos-
fór (DOP) var mestur (1. viðauki, 3. og 4.
mynd). Í niðurstöðum doktorsverkefnis
Rebeccu Neely,21 sem byggist að nokkru
leyti á þessari rannsókn, kemur fram að
mikið safnast fyrir af brennisteini innan
vatnsins miðað við það magn sem rennur
til vatnsins og frá, og að tillífun og virkni
rotgerla á botni vatnsins hafa mikil áhrif
á styrk og samsætur brennisteins.
Styrkur natríums (Na) minnkaði
mikið í apríl og maí en jókst svo aftur (3.
mynd). Á sama tíma varð lítil breyting á
klórstyrk í Mývatni. Natríum er auðleyst
efni sem er ættað úr sjó og bergi. Reikn-
ingar byggðir á hlutfalli leysts Cl og
bórs (B) í vatnssýnunum sýna að klóríð
í útfalli Mývatns í Geirastaðaskurði er
úrkomuættað að meðaltali um 81%, og
bergættað að 19%.30,31 Sams konar reikn-
ingar í Laxá sýna 96% úrkomuættað
Cl og 4% bergættað. Ofan við söfn-
unarstaðinn í Laxá við Helluvað hafa
Kráká og Sortulækur blandast útfalls-
vatni úr Mývatni við Geirastaðaskurð.
Mólstyrkur Na í úrkomu er rétt ríflega
helmingur af styrk Cl32 og hár styrkur
Na í Mývatni miðaður við styrk Cl stafar
líklegast af innstreymi jarðhitavatns í
Mývatn. Vorleysingar valda innstreymi
snjóbráðar með lágt hlutfall Na:Cl
miðað við hlutfall þess í grunnvatninu,
og því minnkar styrkur Na skyndilega á
vorin (2. mynd).
Styrkur leystra næringarefna
Grunnvatnsstraumarnir sem falla í
Mývatn bera með sér mikið af bergætt-
uðum efnum sem nýtast lífríkinu, svo
sem kísli og fosfór (P).7,11,25,26 Straum-
arnir bera líka með sér köfnunarefni (N)
sem er að mestu úrkomuættað en einnig
er jarðhitavatn oft tiltölulega ríkt af
ammóníum (NH4).
33 Samkvæmt rann-
sóknarniðurstöðum14,16 ber grunnvatns-
streymi í Mývatn aðeins 20% af P og 4%
af N sem þarf til að halda uppi mældri
frumframleiðni í vatninu. Það sem upp
á vantar eru þau næringarefni sem eru í
hringrás innan vatnsins og efni sem ber-
ast frá andrúmslofti, því auk næringar-
efna sem streyma inn með grunnvatni er
botnset Mývatns ríkt af næringarefnum.
Þau efni sem eru í meiri styrk í botn-
seti en í vatnsbol reika úr botnsetinu til
vatnsins þar sem þau nýtast lífverum
til vaxtar.14
Viðstöðutími vatns í Mývatni er
stuttur (27 dagar) og frumframleiðni
mikil, sem veldur því að áhrif ljóstil-
lífunar á styrk leystra efna eru mjög
greinileg (1. og 2. viðauki; 3. og 4. mynd).
Ljóstillífun takmarkast af sólarljósi
og aðgengi að næringarefnum (1. og 2.
jafna). Við ljóstillífun eru tekin upp ólíf-
ræn næringarefni (PO4, NO3, NO2, NH4;
4. mynd). Þau bindast og mynda líf-
rænan vef sem inniheldur þau nauðsyn-
legu næringarefni sem lífverurnar þurfa
(1. og 2. jafna). Á sama tíma minnkar
styrkur leystra ólífrænna næringarefna í
vatninu (4. mynd) og þar með lífaðgengi
að þeim efnum. Á meðan á ljóstillífun
stendur byggist upp æ meira af lífrænum
vef (táknað með C106H263O110N16P1 í 1. og
2. jöfnu) og endurspeglar styrkur líf-
rænna agna í vatninu (e. POC og PON,
particulate organic carbon / nitrogen, 4.
mynd) og styrkur leystra næringarefna
á lífrænu formi (DOC, DON og DOP, 2.
viðauki og 4. mynd) myndun lífræns
efnis á föstu formi. Þó situr stór hluti líf-
ræns efnis eftir á botni Mývatns og berst
ekki um útfall vatnsins þar sem sýn-
unum var safnað. Sá hluti sem situr eftir
myndar kísilgúrinn á botni vatnsins.
Mesti kísilstyrkur veturinn 2000–
2001 í útfalli Mývatns var 384 µmól/l og
minnsti styrkur að sumri 40 µmól/l (1.
viðauki og 3. mynd). Ef rennsli er þekkt
og gert er ráð fyrir að kísilstyrklækk-
unin stafi einungis af upptöku kísilþör-
unga á sumrin er hægt að meta nettó-
frumframleiðni þeirra. Meðalrennsli í
útfalli Mývatns er 33 m3/s og upptaka
kísils nemur 345 µmól/l. Reikningar
byggðir á þessum gögnum benda til
þess að kísilþörungar taki upp um 10
þúsund tonn af kísli (Si) og nemur upp-
takan 272 g Si/m2/ár. Ef gert er ráð fyrir
að mólhlutföll kísils og kolefnis í kísil-
þörungum séu 106:8529 nam frumfram-
leiðni kísilþörunga 340 g C/m2 á árinu
2000. Jón Ólafsson gerði sams konar
reikninga út frá gögnum sem safnað var
5. mynd. Samband leystu ólífrænu næringar-
efnanna fosfórs og köfnunarefnis í Mývatni.
DIP: leystur ólífrænn fosfór. DIN: heildarstyrk-
ur leysts ólífræns köfnunarefnis. Brotna línan
táknar N:P Redfield-hlutfallið (1. og 2. jafna),
þ.e. það hlutfall N og P sem plöntur þarfnast.
– The relationship between the total dissolved
inorganic nutrients phosphorus and nitrogen
in Lake Mývatn. DIP: dissolved inorganic
phosphorus. DIN: dissolved inorganic ni-
trogen. The broken line represents the Red-
field ratio (equation 1) which is the nutrient
ratio needed by plants.
Laxá