Matematikk kan redde korallrevene i havet

Kaldtvannskorallrevene utenfor Vester?len er havets lunger. De f?r maten fra enorme undervannsb?lger. Matematiske beregninger kan vise at de omkringliggende havomr?dene m? fredes.

KALDTVANNSKORALLREV: Hypotesen til matematikerne er at de indre b?lgene er helt n?dvendige for at korallrevene f?r n?ringen sin. Foto: Jan Helge Foss?, Havforskningsinstituttet.

Av Yngve Vogt
Publisert 14. apr. 2020

Et av de mest spennende ?kosystemene i Norskehavet er kaldtvannskorallrevene utenfor Vester?len i Nordland. Her finnes mer enn 300 korallrev. Noen av dem er flere hundre meter h?ye. Korallrevene er som oaser for det biologiske mangfoldet og huser 1500 ulike arter.

– Korallrevene er Norges regnskog i havet, forteller professor John Grue p? Matematisk institutt ved Universitetet i Oslo.

Ja, du leste riktig. Her leser du om en matematiker som bryr seg om korallrevene i havet. Han er en av landets fremste b?lgeforskere og leter n? etter en matematisk modell som kan forklare hvordan korallrevene f?r den n?ringen de trenger. Den matematiske forklaringen hans kan f? de politikerne som ?nsker ? bore etter olje utenfor Lofoten og Vester?len, til ? tenke seg om en gang til. 

NY MATEMATIKK: John Grue, en av landets fremste b?lgeforskere, utvikler n? helt ny matematikk for ? forst? hvordan brytningen av undervannsb?lgene blander vannmassene i havet. Foto: Yngve Vogt

B?lgeforskeren har et tett 澳门葡京手机版app下载 med meteoro- loger og marinbiologer. Forklaringen deres p? hvordan det hele henger sammen, er overraskende og spennende. Gled deg!

N?ringen langt unna

Selv om korallrevene har planteplankton p? menyen, dannes det ingen planteplankton i dypet der korallrevene holder til. Planteplanktonet trenger lys og lever derfor i den ?vre delen av vannmassene, noen hundre meter over korallrevene. Planteplanktonet er ogs? avhengig av n?ringssalter. N?ringssaltene kommer fra havbunnen. Sp?rsm?let som du forh?pentligvis stiller deg, er hvordan i alle dager planteplanktonet kan f? tak i den n?ringen det trenger og hvordan planteplanktonet havner i korallrevene.

Svaret er de sinnrike str?mningene i vannet. De er helt spesielle for de omr?dene der korallrevene holder til. Det er her forsker Johannes R?hrs p? Meteorologisk institutt kommer inn i bildet. Han er en mester i havmodeller og har ansvaret for nettopp ? varsle b?lger og havstr?mmer. Det kommer godt med hvis en mann skulle falle over bord. Da m? Meteorologisk institutt levere varsler for havstr?mmer og b?lger innen en halv time, slik at den savnete mannen blir funnet igjen.

Den samme matematiske modellen kan ogs? brukes til ? beregne hvor oljes?l havner eller hvordan havstr?mmene p?virker ?kosystemet. Det siste er viktig for denne saken. Korallrevene sitter d?nn fast. De flytter seg ikke. De er derfor avhengige av at havstr?mmene transporterer n?ringen til dem. Havstr?mmer er mer enn Golfstr?mmen.

– Det finnes mange sm? havstr?mmer som endrer seg fra time til time. Disse kortvarige havstr?mmene kan v?re sv?rt viktige for ?kosystemet, fremhever Johannes R?hrs og legger til at det er mye v?r i havet.

TURBULENS: N?r en undervannsb?lge bryter, skapes det turbulens. Den samme effekten skjer n?r en bil kommer kj?rende p? en st?vet landevei. Da oppst?r det en stor st?vsky i  dragsuget bak bilen. Foto: Matematisk institutt/UiO

– I havet fins b?de lavtrykk, h?ytrykk, virvler og fronter. Atmosf?ren har kanskje to lavtrykk mellom S?r-Norge og Nordpolen. I havet st?r lavtrykkene mye tettere. V?ret i havet er med andre ord langt mer komplisert enn v?ret i atmosf?ren, p?peker R?hrs.

Enorme undervannsb?lger

Han m? dessuten ta hensyn til at havet best?r av to lag vannmasser. Den ?vre delen av havet best?r av lett og varmt vann, mens den nederste delen er tung og kald. Dessuten er saltinnholdet forskjellig. De to lagene med vannmasser lever derfor hvert sitt liv.

P? toppen av den ?verste vannmassen kan vi se b?lgene med det blotte ?ye. Overraskende nok fins det ogs? b?lger i den nederste vannmassen. Disse b?lgene kalles undervannsb?lger. Avstanden mellom dem er mye st?rre enn i det ?vre laget. Ved korallrevene kan undervannsb?lgene v?re 500 meter 'lange'. Ute p? havet kan avstanden mellom b?lgetoppene faktisk v?re s? mye som et par kilometer. Undervannsb?lgene er dessuten mange ganger h?yere enn b?lgene p? toppen av havoverflaten.

Planteplanktonet er i den ?vre vannmassen, mens n?ringssaltene er i den nedre vannmassen. Det store sp?rsm?let er hvordan algene f?r tak i n?ringssaltene og hvordan korallrevene, langt der nede i havdypet der undervannsb?lgene r?r, f?r tak i planteplanktonet. Den nedre og den ?vre vannmassen m? blande seg for at korallrevene skal f? den n?ringen de trenger. Her finnes det tre viktige mekanismer. Den ene er at n?ringssaltene virvles opp fra bunnen av havet. Den andre er at planteplanktonet virvles nedover. S? langt s? bra, men den store b?ygen er ? fordele n?ringssaltene og planteplanktonet mellom de to lagene med vannmasser. Her kommer den tredje mekanismen inn. Den skjer n?r undervannsb?lgene bryter og kollapser. Da blandes vannmassene mellom de to lagene slik at korallrevene kan f? den n?ringen de har bruk for.

John Grue skal n? formulere disse tre mekanismene matematisk. Den nye matematikken er faktisk n?dvendig for ? kunne lage en modell som beskriver hvordan korallrevene f?r den n?ringen de m? ha.

HAVSTR?MMER: Johannes R?hrs p? Meteorologisk institutt skal bruke den nye matematikken til ? forbedre varslene om v?ret i havet. Foto: Yngve Vogt

For ? forst? hva som skjer n?r undervannsb?lgene bryter, kan du se for deg hva som skjer n?r en bil kommer kj?rende p? en st?vete vei. St?vet l?ftes opp ved fronten og beveger seg over biltaket og ned bak hekken p? bilen. I dragsuget bak bilen ser du en sky av st?v som l?ftes fra bakken og virvles opp i luften. Dette skyldes turbulens. Prinsippet er det samme n?r undervannsb?lgene blir s? store og steile at de kollapser. Da dannes det turbulens bak b?lgene, som virvler opp n?ringssaltene.

Korallrevene

Korallrevene utenfor Vester?len befinner seg p? mellom 200 og 500 meters dyp. Det er der undervannsb?lgene er. Selv om undervannsb?lgene befinner seg flere hundre meter under havoverflaten, kan sporene fra dem som oftest sees fra satellitt.

De indre b?lgene f?lger tidevannssyklusen.  De dannes n?r vannmassene blir forskj?vet over undersj?iske fjell. 

– Hypotesen v?r er at de indre b?lgene er helt n?dvendige for ? bringe n?ring opp og ned i vanns?ylen der korallrevene er, p?peker John Grue.

Matematikeren ?nsker n? ? lage en generell hypotese om at alle undervannsb?lger starter der korallrevene er. Han er ikke den f?rste som har vist interesse for indre b?lger og korallrev. Rett f?r dav?rende president Barack Obama m?tte forlate Det hvite hus, fredet han sv?re havomr?der med korallrev, nesten tre ganger st?rre enn Norges areal. Korallrevene ble kalt havets lunger.

John Grue er n? i gang med ? unders?ke om alle undervannsb?lger starter i korallrev. Poenget hans er at man skal kunne f?lge sporene fra undervannsb?lger for ? kunne sl? fast hvor det er korallrev.

– Vi ?nsker ? teste denne hypotesen. Med ny matematikk og nye modeller og ny forst?else av marin?kologien vil det v?re mulig ? sl? fast hvilke omr?der som b?r vernes for at havet skal kunne reparere seg selv. Dette kan bli et tindrende klart argument mot oljeboring. Jeg st?r for den. Det er forskningen som har tatt meg til det politiske standpunktet, og ikke omvendt, poengterer den internasjonalt anerkjente b?lgeforskeren.

Hvis ?kosystemet blir skadet i det ?vre laget, kan det g?r ut over korallrevene.

– Dette gjelder spesielt de sjeldne kaldtvannskorallrevene utenfor Vester?len. De har en viktig rolle for havets helse. Her er ogs? viktige fiskeressurser og unike ?kosystemer. Vi trenger derfor disse beregningene for ? kunne vite hvordan vi skal ta vare p? disse omr?dene, legger Johannes R?hrs til.

For ? unders?ke sammenhengen mellom undervannsb?lger og transport av n?ringsstoffer til korallrevene skal forskerne m?le dette i det nye LoVe-observatoriet utenfor Vester?len. Der skal de sette opp m?leinstrumenter i de omr?dene der de antar at de indre b?lgene brytes. R?hrs forteller at modellene skal kj?res p? supercomputere og at matematikken m? v?re i orden for at modellene skal bli best mulig.

Publisert 14. apr. 2020 08:52 - Sist endret 7. nov. 2025 15:10