Miljontals sjöar avslöjar nya mönster när de slås samman

Cristian Gudasz, forskare vid Institutionen för ekologi, miljö och geovetenskap.

BildMattias Pettersson

Forskare har länge sett sjöar som miniatyrvärldar – naturliga laboratorier för att studera ekosystem. Men att förstå vad de gör på en global eller regional nivå är en vetenskaplig utmaning. Genom att betrakta sjöarna tillsammans, som en helhet, kan man upptäcka saker som inte framträder när man studerar dem var för sig.

Det är som att zooma ut och plötsligt se strukturer och samband som man annars inte ser.

Nu visar forskning, som nyligen publicerats i den vetenskapliga tidskriften Nature Water, att sjöar som ses som ett sammansatt system kan ge viktiga insikter om hur sötvattensystem fungerar globalt och hur de samverkar med planetens respons på klimatförändringar.

Använder högpresterande datorer

Forskare vid Umeå universitet har tillsammans med internationella kollegor analyserat stora mängder data från sjöar världen över och kombinerat information om sjöars djup, form och klimat. Med hjälp av högpresterande datorer har de byggt globala modeller som aggregerar sjöars fysiska egenskaper och funktioner till så kallade ”Über-sjöar” – sammansatta representationer av sjöar globalt och i olika regioner eller klimatzoner.

Här illustreras hur information om enskilda sjöars yta och djup kombineras för att skapa en enda stor sammansatt sjö.

– Vi har vetat i över hundra år att sjöar är värdefulla ekologiska testmiljöer. Det vi nu visar är att de tillsammans också avslöjar framväxande mönster som hjälper oss att förstå hur sötvattensystem bidrar till jordens motståndskraft, säger Cristian Gudasz, forskare vid Institutionen för ekologi, miljö och geovetenskap vid Umeå universitet och studiens förstaförfattare.

Kärnan i det nya tillvägagångssättet är sjöars hypsografi, hur sjöns area förändras med djupet. Detta avgör hur sjön blandas, lagrar värme, utbyter gaser och cirkulerar näringsämnen. Hypsografin gör att forskare kan modellera sjöars funktioner och upptäcka nya mönster i det sammansatta systemet av sjöar, till exempel hur sjöar i kalla, glaciala områden skiljer sig strukturellt och funktionellt från dem i varmare klimat.

Sjöarna liknar land mer än hav

Modellerna avslöjar också ett slående faktum: den samlade strukturen hos världens sjöar liknar mer land än hav. Till skillnad från haven, som domineras av djup, är de flesta av världens sjöar grunda – något som har stor betydelse för deras roll i både ekosystem och klimat.

– Vårt arbete knyter ihop komplexiteten hos enskilda sjöar med de mönster som framträder när man analyserar miljontals av dem. Det är som att zooma ut och plötsligt se strukturer och samband som man annars inte ser, säger Cristian Gudasz.

Konceptet Über-sjöar gör det lättare att förstå hur världens sjöar speglar miljöförändringar – men också hur de kan påverka dem.

– Vi kan beräkna medelvärdet av sjöarnas egenskaper, men det som verkligen spelar roll är att dessa sammansatta sjöar avslöjar samspelet med klimatsystemet på ett annat sätt än summan av de enskilda sjöarna. Att förstå hur de fungerar tillsammans som ett globalt system ger oss ett nytt viktigt perspektiv på klimatåterkoppling och ekologisk stabilitet, säger Cristian Gudasz.