Syksyllä ilman kylmetessä myös vesi viilenee. Kun vesi jäähtyy jäätymispisteeseen, se alkaa muodostaa kiteitä jonkin epäpuhtauden, esimerkiksi roskan, kuplan tai muun ytimen ympärille.
Suolaisia kanavia
Merijään jäätymispiste on hieman alhaisempi kuin makean veden. Mitä korkeampi suolapitoisuus merivedellä on, sitä alhaisempaa lämpötilaa se tarvitsee jäätymiseen. Itämeren vesi jäätyy n. -0,2°C lämpötilassa, Arktiksen ja Antarktiksen suolaisemman veden vaatiessa jopa -2°C jäätymislämpötilaa.
Oli mielenkiintoista käydä sukeltamassa Huippuvuorilla jään alla kun sukellustietokone näytti lämpötilaksi -2°C ja ympäröivä vesi oli kuitenkin selkeästi nestemäistä.
Merivedestäkin muodostuneet jääkiteet ja itse jää on suolatonta. Jään muodostumisen alkuvaiheessa suola poistuu veteen, jolloin muodostuu hyvin kylmää ja raskasta valtamerten pohjalle painuvaa vettä. Jään paksutessa suolainen vesi jää jään sisään pystysuoriin ns. suolakanaviin ja suolataskuihin. Näissä kanavissa veden suolapitoisuus nousee korkeammaksi kuin ympäröivässä vedessä ja lämpötila voi olla jopa -10°C.
Jäämerenseiti on pieni turskansukuinen kala, joka asustaa pysyvän jään alapuolelle muodostuvissa koloissa Huippuvuorilla. Itämeressä yksikään kala ei erityisesti käytä jäiden alapintaa elinympäristönään. Kuva: Gulliksen
Ahtoa ja kiintoa
Kiintojää on nimensä mukaisesti rannassa, luodossa, karikossa tai pohjassa kiinni olevaa jäätä, jota esiintyy korkeintaan 15 metriä syvillä vesialueilla. Kiintojää muodostuu ensimmäisenä syksyllä ja se sulaa yleensä viimeisenä keväällä.
Ajojää on sitä irtonaista jäätä, jota ajelehtii kiinteän jään ulkopuolelle jäävillä vesialueilla. Joskus ajojää pakkautuu pinoihin ja kekoihin, kun se kohtaa matalamman veden alueen. Silloin muodostelmaa kutsutaan ahtojääksi.
Kuva: Pekka Lehtonen
Ahtojää muodostaa usein valleja, joiden yläreuna, ”purje”, saattaa nousta monen metrin korkeuteen, ja veden alapuolinen osa, ”köli”, saattaa yltää pohjaan jopa pariinkymmeneen metriin asti. Kanadan rannikolta on löydetty ahtojäiden piirtämiä uria pohjasta jopa sadan metrin syvyydeltä.
Elämää jään yläpuolella…
Ainoa eläin, joka Suomen rannikolla käyttää merijäätä lisääntymiseensä, on norppa. Kevättalvella helmi-maaliskuussa norppaemo synnyttää kuutin ahtojäävalliin tai lumikinokseen kaivamaansa pesään. Lumikerros suojaa pientä poikasta pahimmilta talvipakkasilta.
© Pekka Nieminen/Kuvaryhmä/SKOY
Ilmastonmuutoksen edetessä vuotuisen merijään pinta-ala vähenee koko ajan. Suomen toinen hylje, harmaahylje eli halli, voi poikia myös luodoilla ja rannoilla, mutta norppa on erikoistunut lisääntymään jäällä. Ilmaston lämmetessä nykyistä vauhtia, on sadan vuoden kuluttua vain Pohjanlahdella riittävästi jäätä norppien
lisääntymiseen, sillä vaikka jäätä esiintyisi vielä Suomenlahdella, norppa tarvitsee noin kolmen kuukauden yhtenäisen jääjakson kuuteilleen.
…ja jään alapuolella…
Kun menee pilkille ja kairaa merijäähän reiän, kolosta loiskahtava vesi on usein huomattavan ruskeaa. Se johtuu jään alapuolella kasvavista piilevistä ja panssarisiimalevistä.
– Jos sattuu kairaamaan paksun lumisen jään keskelle syntyneeseen kirkkaaseen jäähän vanhan railon kohdalla, niin todennäköisyys saada hyvin ruskeaa vettä on suuri. Olemme mitanneet jään alta Itämeren suurimpia leväpitoisuuksia tuollaisissa kohdissa. Kyseessä on kylmään erikoistunut panssarilevä, jota tavataan Suomenlahdelta Pohjanlahdelle. Sama panssarilevä tekee kukintoja Pohjois-Japanin jäätyvissä merenlahdissa jään alla, Helsingin yliopiston professori Harri Kuosa
sanoo.
Suomen rannikon merijään alapinta ei ylläpidä samanlaista jääeläimistöä kuin napa-alueiden jäät. Itämeressä uivien hankajalkaisten on todettu syövän jään alapinnalta esimerkiksi leviä ja bakteerikasvustoa. Itämeren jää on kuitenkin vuodenaikaista ja häviää kesäksi, jolloin koko elinympäristö häviää. Piilevät, kasviplankton ja bakteerit, jotka elävät jään alapinnalla, siirtyvät joko avoveteen tai muodostavat horrostavia muotoja, jotka vajoavat pohjaan.
Napa-alueilla osa jäästä säilyy ympäri vuoden ja muodostaa suhteellisen vakaan elinympäristön esimerkiksi katkoille ja joillekin kalalajeille.
Tutkimussukeltajat ovat pystyttäneet jäälle sukellusleirin tutkiakseen ahtojäitä. Ahtojäihin tehdään aina kaksi avantoa jäiden yllättävien liikkeiden varalta. Avantoja yhdistää jään alapinnalla kulkeva köysi. Jos toinen avannoista syystä tai toisesta sulkeutuu, köyttä pitkin sukeltaja pääsee ulos toisesta avannosta. Kuva: Pekka Lehtonen.
…ja jään sisällä
Jään sisään jäävissä suolavesikanavissa elää myös oma eliöyhteisönsä. Erilaiset mikroskooppisen pienet levät ja bakteerit eli mikrobit elelevät turvatussa elinympäristössä näissä korkeintaan 0,2 millimetrin levyisissä kanavissa.
Jään sisällä elävät eliöt ovatkin sopeutuneet avovettä korkeampaan suola- ja ravinnepitoisuuteen. Itämeren korkeimmat suolaisuudet löytyvät jään suolataskuista,
joissa elää useita Arktisia leviä ja bakteereita.
Merijää ei ole kovin vakaa elinympäristö, koska lämpötilavaihteluiden johdosta suolakanavat muuttavat yhtenään kokoaan ja muotoaan, uusia kanavia syntyy vanhojen jäätyessä kiinni ja suolataskujen muoto muuttuu.
Huippuvuorten pohjoispuolelta alkaa pohjoisnavan ylitse Kanadaan asti ulottuva arktinen napajää. Tämän jään alapinnalla Huippuvuorten ympäristössä elää jääkatkaksi kutsuttu koreanvärinen äyriäinen. Kuva: Gulliksen
Aktiivinen merijääverkko
Jään sisällä elävät bakteerit muodostavat merijään ravintoverkon pohjan. Bakteerit toisaalta hajottavat kuollutta eloperäistä ainesta ja vapauttavat ravinteita levien
käyttöön, ja toisaalta sitovat liuenneita orgaanisia yhdisteitä omaan biomassaansa ja muodostavat itsessään hyvän ravintokohteen.
Koko talven jään sisäiset ja alaiset eliöt prosessoivat sekä ilmakehästä jäälle laskeutuvia että jään alapuolisesta vedestä poimimiaan ravinteita. Jäähän sitoutuneitakin ravinteita käytetään hyväksi. Keväällä merijäähän syntynyt ravintoverkko vaikuttaa jonkin verran ravinnemääriin ja vesipatsaan ravinnesuhteisiin,
mikä keväällä jäiden lähtiessä taas määrittelee kasviplanktonin kevätkukinnan runsauden.
Lumi määrittää jään
Meriveden jäätyessä veden pinnalle syntyy riitettä, joka tyynissä oloissa paksuuntuu pikkuhiljaa teräsjääksi.
Teräsjää on läpinäkyvää ja kirkasta, ja jos sen päälle ei sada lunta, sen alapinnalla voi elää terve piileväyhteisö. Tuulisissa oloissa jää muodostuu aluksi erikokoisista
pyöreistä pannukakuista, jotka jäätyvät yhteen.
Jos taas lunta on paksulti, valoa tarvitsevia mikroskooppisia leviä on vähemmän. Kevään tullessa lumi alkaa sulaa ja samalla valon määrä lisääntyy. Ensimmäiset
levien kukinnat saattavat tapahtua jään alla.
– Levien kasvu jäässä on enimmäkseen valosta kiinni. Ravinteita löytyy ainakin jään alapinnalla. Siksi lumipeite onkin tärkein levien kasvua rajoittava tekijä. Heti
kun valoa on tarpeeksi – esimerkiksi helmikuun lopussa Suomenlahdella – jäälevät alkavat kasvaa mikäli lunta ei ole, mutta lumisade lopettaa kukinnan. Varsinainen kasvukausi on sitten keväällä kun lumi on sulamassa ja aurinkoa paljon, professori Kuosa sanoo.
– Ilmastonmuutoksen vaikutus riippuukin siitä, miten lumipeitteen paksuudelle ja jääpeitteen kestolle käy. Jäälevien kukinnan syntyminen kestää 2–3 viikkoa ja lyhyt kevät vaikuttaa siihen heti. Osa jäälevistä jatkaa kasvuaan vedessä, joten jääpeitteen vaikutus saattaa näkyä ns. siemenvaikutuksena keväälläkin. Siksi jäälevästön muuttuminen saattaa muuttaa tulevia keväitä paljonkin, eli tulevien kevätkukintojen lajisto saattaa muuttua kokonaan, Kuosa lisää.
Jään alle pääsee vain niin paljon valoa kuin jään päällinen lumi päästää läpi. Sukellusta varten tehdystä avannosta pääsee valoa muuten lähes pilkkopimeään paksun lumikerroksen alla sijaitsevaan kylmään veteen. Kuva: Dennis Hamro-Drotz
Varokaa heikkoja jäitä!
Keväällä ilmojen lämmetessä ja auringon lämmittäessä jään pintaa, suolakanavat laajenevat ja jää muuttuu höttöiseksi ja hauraaksi. Suolakanavat painuvat jään läpi,
jolloin jääkiteet muodostavat pitkiä puikkoja laajojen suolakanavien väliin ja ovat hyvin löyhästi kiinni toisissaan. Englanniksi tällaista jäätä kutsutaan ”mädäksi”,
rotten, koska jää on tummaa ja saattaa murtua pienestäkin painosta.
Valkoisen lumen peittämä jää heijastaa jopa 95 prosenttia auringon säteilystä takaisin ilmakehään, mutta tummunut kevätjää enää vain noin 17 prosenttia. Maaliskuussa auringon säteilyn lämpövaikutus voi kirkkaana päivänä olla jopa 400 wattia neliömetrillä, jolloin tummunut merijää sulaa entistä nopeammin.
Järvien jäästä poiketen merijää sulaa usein myös altapäin. Vedenpinnan korkeus saattaa jään alla vaihdella jopa metrin vuorokauden aikana, ja veden liikkeet kuljettavat lämmintä vettä avovesialueilta. Salmissa ja matalassa veden nopeus saattaa vielä voimistua, jolloin sulaminen on entistä nopeampaa. Jään päältä katsottuna alapinnan sulaneita kohtia ei välttämättä erota.
Sukeltaessani Huippuvuorilla neljä metriä paksun jään alla, löysin välillä laajoja onkaloita, joista jää oli sulanut usein vain parikymmentä senttiä ohueksi kuoreksi. Jään yläpuolella seistessä näitä ohuemman jään alueita ei kuitenkaan mitenkään erottanut ympäröivästä neljä metriä paksusta jäästä.
Kevätjäällä liikkuessa jäänaskalit ovatkin pilkkijän paras henkivakuutus.
Tämä juttu on julkaistu aikaisemmin Kipparissa 2/2013 Veneenalainen maailma -juttusarjassa.
