Náttúrufræðingurinn - 2018, Page 62

Náttúrufræðingurinn
142
einnig við lækkandi súrefnisstyrk en þó
ekki fyrr en styrkur súrefnis var kominn
undir 100 µmól/l. Mikið er af líf-
rænu efni á botninum á stöð 95 á Nes-
landavíkinni (2. mynd) og rotnun
þess getur valdið því að umhverfið
verður súrefnissnautt.
Rotnun lífrænna leifa að vetri skilar
næringarefnum upp í vatnsbolinn en
þau eru ekki tekin upp á meðan ljós er
takmarkað. Rotnun á botni yfir sumar-
tímann skilar hins vegar næringarefnum
beint inn í lífkeðjuna. Hreyfanleiki fos-
fórs er þó háður súrefnisstyrk vatnsins.
Aukinn styrkur leysts Fe og Mn í
útfalli Mývatns í Geirastaðaskurði í
ágúst 2000 (6. mynd) gefur til kynna að
aðstæður í vatninu hafi verið með þeim
hætti að leysni málmanna hafi aukist.
Þar sem Mývatn er grunnt er ólíklegt
að vatnið hafi verið súrefnissnautt um
mitt sumar og er líklegra að gengið hafi
á súrefni í efsta hluta setsins vegna rotn-
unar mikils magns lífræns efnis sem
þar fellur til botns yfir sumartímann. Í
rannsókn Ingunnar Maríu Þorbergs-
dóttur15 sést skýr breyting á styrk Fe, Mn
og PO4 við lágan súrefnisstyrk við botn
(10. mynd), og styrkja þær niðurstöður
ofannefnda kenningu. Þegar rotn-
unarferli hafa gengið á súrefnisbirgðir
í umhverfinu byrja Fe og Mn í ögnum
í seti að leysast upp, og auk þess hefst
loftfirrð öndun baktería sem getur hafa
valdið auknu reiki Mn og PO4 frá botni
inn í vatnsbolinn.
Leiða má líkur að því að þessar
aðstæður skapist frekar á svæðum eða
tímabilum þar sem botninn er ekki
hulinn lirfum T. gracilentus því að þær
myndu dæla súrefnisríku vatni ofan í
efstu lög setsins. Ef það er raunin má
hugsanlega komast nær því að útskýra
sambandið á milli mýflugna og blá-
grænu bakteríanna A. flos-aquae í vatn-
inu, en þegar lítið er af mýflugum er
þéttleiki A. flos-aquae mikill og öfugt.39
Þegar þéttleiki T. gracilentus er lítill
berst minna af súrefni niður í efstu lög
setsins sem getur þá valdið aukinni
loftfirrðri öndun á botni vatnsins.51 Við
það eykst leysni fosfórs, og þar með
innstreymi, frá botnseti upp í vatns-
bolinn þar sem það getur nýst lífrík-
inu. Síðsumars, þegar köfnunarefni er
orðið takmarkandi fyrir kísil- og græn-
þörunga, minnkar samkeppni þeirra
við A. flos-aquae, sem er sjálfbær um
framleiðslu á köfnunarefni og nær því
forskoti á hina frumframleiðendurna
í vatninu. Lítill þéttleiki T. gracilentus
getur þar með valdið hraðara reiki fos-
fórs frá botni vegna lægri súrefnisstyrks
við botn og í efsta lagi setsins. Fosfórinn
getur í fyrstu nýst öllum frumframleið-
endum. Eftir að köfnunarefni þrýtur
nýtist aukið innstreymi fosfórs köfnun-
arefnisbindandi blágrænubakteríunni
A. flos-aquae beint til frumframleiðni.
Af framangreindu má vera ljóst að
samspil lífríkis og efnahringrásar í
Mývatni er mikið, ekki aðeins vegna
upptöku næringarefna úr vatnsbol,
heldur einnig vegna áhrifa lífríkis á
efnaskipti á milli vatns og botnsets.
Þessi ferli virðast einnig hafa áhrif á
það hvort nauðsynleg næringarefni eru
aðgengileg lífríkinu. Eitthvað hlýtur
þetta samspil lífríkis og efnahringrásar
að vera breytilegt á milli ára, þar sem líf-
ríkið er afar háð sólarljósi og hitastigi,
og vindstyrkur hefur að auki mikil áhrif
á vatnið. Mývatn, sem myndaðist fyrir
um 2000 árum (11. mynd) við eldsum-
brot í Þrenglsa- og Lúdentarborgum, er
mjög sérstætt fyrir margra hluta sakir og
hefur sérstaða þess mótað það lífríki sem
þar hefur þróast. Hér hefur verið tæpt á
nokkrum þáttum þessa máls, en líklega
verður Mývatn okkur nægilegt rann-
sóknarefni enn um sinn þar sem margar
spurningar vakna í hvert sinn sem
einni er svarað.
SAMANTEKT
Mývatn er eitt frjósamasta vatn á
norðurhveli jarðar, þrátt fyrir að vera
hulið ís í um 190 daga á ári. Vatnið er
efnaríkt þar sem lindavatnið sem til
þess streymir er ríkt af leystum efnum,
sökum mikilla efnahvarfa á milli vatns
og bergs á vatnasviðinu. Samspil lífríkis í
Mývatni við leyst efni í vatninu er mikið.
Ljóstillífandi lífverur taka upp leyst efni
úr vatninu þar til það efni þrýtur sem
er í hlutfallslega lægstum styrk miðað
við þörf lífveranna, lífverurnar deyja og
rotnun hefst. Við það skilast hluti efn-
anna sem tekinn var upp, til baka inn í
vatnið, þar sem næsta kynslóð getur
tekið efnin upp á nýjan leik. Köfnunar-
efni takmarkar frumframleiðni græn-
og kísilþörunga í Mývatni en blágrænar
bakteríur, sem eru oft í miklu magni
í vatninu, geta bundið köfnunarefni
og því er fosfór á endanum það sem
takmarkar frumframleiðni í vatninu.
Næringarefni streyma til vatnsins með
lindum en geta einnig reikað upp frá
botni þar sem styrkur þeirra í botnseti er
hár. Mörg þessara efna, til dæmis fosfór,
eru þó viðkvæm fyrir ytri aðstæðum og
geta fallið út úr lausn við það að fara úr
botnseti í vatnsbolinn, svo sem sökum
hækkandi súrefnisstyrks. Ef efnin falla
út nýtast þau ekki við frumframleiðslu.
Breytingar á súrefnisástandi á mörkum
vatns og sets geta því haft áhrif á innri
hringrás næringarefna um botn. Ýmis-
legt getur haft áhrif á súrefnisstyrk við
botn Mývatns, svo sem þéttleiki mýlirfa
á botni og rotnun lífrænna leifa á botni.
Mýlirfur veita súrefnisríku vatni til
botnsins og viðhalda þannig háum súr-
efnisstyrk á mörkum sets og vatns. Við
þannig aðstæður kemst fosfór ekki úr
botnseti í vatnsbolinn þar sem hann
fellur út með Fe- og Mn-útfellingum.
Hins vegar veldur rotnun í vatninu sýr-
ingu og súrefnisþurrð, sem getur aukið
leysni Fe-, Mn- og P-útfellinga og þar
með leysni fosfórs. Súrefnisþurrð við
botn eykur því hraða innri hringrásar
næringarefna í vatninu. Líklegt er því
að fosfór reiki í meiri mæli frá botni inn
í vatnið við lágan súrefnisstyrk en háan,
og flest af því sem hér er rakið bendir
10. mynd. Styrkur leysts súrefnis (DO), mang-
ans og fosfórs í vatni innan dökka boxins sem
safnað var við botn Mývatns á stöð 95 á Nes-
landavíkinni (2. mynd) 2000–2001.15 Styrk-
ur Mn og PO4 eykst snarlega þegar styrkur
súrefnis fer undir 170 µmól/l vegna áhrifa
súrefnis á leysni Mn og lífrænna ferla við súr-
efnissnauðar aðstæður. – Concentration of
Mn and PO4 in station 95 in Mývatn (stöð 95)
increases sharply as dissolved oxygen (DO)
decreases below 170 µmol/l, due to increased
mobility at reduced condition and organic
processes at anaerobic conditions within
the lake.