海角社区

D酶de fisk, fedtem酶g og en havbund uden ilt, hvor intet kan overleve. Det er virkeligheden flere steder i 脴sters酶en.

Iltsvind begyndte for alvor at ramme danske farvande i 1980鈥檈rne, prim忙rt p氓 grund af n忙ringsstofudledning fra landbrug og spildevand, og det har udviklet sig markant negativt over de seneste 20 氓r, og situationen er i dag v忙rre end p氓 noget tidspunkt siden begyndelsen af 2000鈥檈rne.

Men det skal mikroalger afhj忙lpe. De driver rundt i milliarder i havvandet, usynlige for det blotte 酶je, men mikroalgerne ved mere om 脴sters酶ens tilstand end nogen m氓lesonde.

De reagerer p氓 de mindste 忙ndringer i n忙ringsstoffer, temperatur og str酶mforhold. De vokser eksplosivt, n氓r 酶kosystemet er ude af balance. Og n氓r de d酶r, efterlader de iltfattige d酶dzoner i deres k酶lvand.

Lytter til algerne i realtid

Nu vil forskere bruge algerne som biologiske alarmklokker i et system, der kan forudsige 鈥� og hj忙lpe med at forhindre 鈥� 脴sters酶ens kollaps.

Hvad nu hvis vi kunne lytte til, hvad algerne fort忙ller os i realtid?
Hvad hvis landm忙nd, politikere og milj酶myndigheder kunne se, hvilken effekt forskellige tiltag har p氓 havets tilstand 鈥� og det hele f酶r en eneste krone er brugt eller et eneste fiskeopdr忙t lukket?

Det er ambitionen bag RECOVER-projektet, hvor forskere fra Tyskland og Danmark i de kommende tre 氓r vil arbejde hen mod at bygge en digital -tvilling af den sydvestlige 脴sters酶. Et virtuelt ocean, styret af data fra havets vigtigste varslingssystem: algerne selv.

- Mikroalgerne befinder sig i centrum af projektet, fordi de er en indikator for 酶kosystemets tilstand, siger professor Anja Engel fra GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research i Kiel, der leder det gr忙nseoverskridende projekt. 

- Afh忙ngigt af belastningen med n忙ringsstoffer 忙ndrer algef忙llesskabets biodiversitet sig. De fort忙ller os pr忙cis, hvad der er galt 鈥� hvis vi l忙rer at lytte, forklarer hun. 

Oceanets detektiver

Mikroalgerne fungerer som oceanets egne sensorer 鈥� levende m氓leinstrumenter for alt fra eutrofiering til klimaforandringer. N氓r der er for meget fosfor i forhold til nitrogen, som det er tilf忙ldet i store dele af 脴sters酶en, 忙ndrer algef忙llesskabets sammens忙tning sig.

 - I et system som 脴sters酶en, der er delvist anoxisk 鈥� dvs. iltfattigt - og mister meget nitrogen, har vi et relativt h酶jt fosforindhold i forhold til nitrogen, forklarer Anja Engel. 

- S氓 favoriserer vi alger, der kan fiksere atmosf忙risk nitrogen. Det er bl氓gr酶nalger 鈥� cyanobakterier.

Disse massive blomstringer af tr氓dformede cyanobakterier er ikke bare et 忙stetisk problem, n氓r de skyller op p氓 strandene hen over sommeren. De er nemlig ogs氓 ofte giftige.

- F酶lsomme mennesker, b酶rn og endda k忙ledyr, som hunde kan blive alvorligt syge, hvis de kommer i kontakt med vandet eller drikker det, siger Engel. 

- Det er derfor, strandene m氓 lukkes. Men allerede f酶r det sker, har algerne advaret os. Vi skal bare blive bedre til at forst氓 deres sprog.

Og det er netop her, RECOVER kommer ind: Ved at kortlægge algernes arter, antal og sammensætning i realtid kan forskerne ikke bare måle økosystemets nuværende tilstand – de kan forudsige, hvad der sker, hvis man ændrer på forholdene.

- Det er biomassen af algerne, det er algefællesskabets sammensætning, der virkelig informerer os om økosystemets helbred, siger Engel.

- Med RECOVER vil vi bruge den information, som algerne giver os, som en indikator for økosystemets status.

Fra biologisk alarm til digital intelligens

Her kommer Syddansk Universitet ind i billedet. På Mads Clausen Instituttet i Sønderborg arbejder forskere med at udvikle de sensorer og AI-værktøjer, der skal omsætte algernes biologiske signaler til brugbar information.

- Vi kombinerer avanceret sensorteknologi med kunstig intelligens for at skabe et system, der kan overvåge havet langt mere omfattende end traditionelle metoder, siger lektor Jacek Fiutowski fra MCI.

- I stedet for dyre, tidskrævende analyser får vi realtidsdata, der kan integreres direkte i den digitale tvilling. Det åbner helt nye muligheder for at forstå, hvordan Østersøen reagerer på ændringer – og det starter med at lytte til algerne.

På Center for Industriel Software på 海角社区 arbejder forskere samtidig med at undersøge selve hjernen i systemet: de AI-modeller og datavisualiseringsværktøjer, der skal gøre komplekse oceanografiske data tilgængelige for almindelige mennesker.

Projektet anvender både højopløselige kamerasystemer, der kan identificere og tælle algeceller automatisk, og cutting-edge DNA-analyser, der kan afsløre hele algefællesskabets sammensætning fra en enkelt vandprøve. Data fra disse systemer skal så kobles sammen med oceanografiske modeller og kunstig intelligens.

En gryde uden bundprop

Udfordringen er ikke bare teknisk. Den er også politisk og geografisk. Som Anja Engel forklarer, fungerer Østersøen som en gryde:

- Når det gælder det vigtige næringsstof fosfor, beholder Østersøen i høj grad det, der bliver udledt i den.

Det betyder samtidig, at hvad der bliver udledt i i Tyskland påvirker forholdene i Danmark – og omvendt. Vand, der er i Sønderborg i dag, kom fra Flensborg Fjord i går og fra Kielerfjorden dagen før. Strømme og vind forbinder økosystemet på tværs af grænser.

- Det er derfor, det grænseoverskridende aspekt er så vigtigt, siger Engel.

- Hvis vi for eksempel tænker på marine beskyttelsesområder, kan vi ikke bare tænke på bundlivet. Vi skal forstå vandsøjlens rumlige og tidsmæssige sammenhænge. Det kræver, at vi ved, hvor bredt vi skal tænke.

RECOVER-projektet sammenligner derfor også de tyske og danske tilgange til forvaltning af havet. Hvordan adskiller reguleringsmetoderne sig? Hvad accepterer landmænd og fiskere i de to lande? Og hvilke løsninger virker bedst?

Fra data til demokrati

Men den digitale tvilling som projektet sigter mod at bygge, skal ikke bare være et redskab for forskere. Projektets mest ambitiøse mål er at gøre algernes advarsler – og kompleks oceanografi – tilgængelig for alle: fra kommunalpolitikere til fiskere til helt almindelige borgere, der bader ved kysten.

- Vi kan simulere effekten af forskellige klimascenarier og teste forvaltningsstrategier, før de implementeres, forklarer Fiutowski.

- Forestil dig, at en kommune overvejer at etablere et nyt beskyttelsesområde. Med vores værktøj kan beslutningstagere se konsekvenserne i en virtuel model først – hvordan reagerer økosystemet? Forbedres vandkvaliteten? Hvad betyder det for fiskeriet? Det demokratiserer beslutningsprocessen.

Gennem workshops, borgerinddragelse og såkaldte citizen science-initiativer – hvor lokale fiskere eksempelvis udstyres med sensorer til at indsamle data om alger – ønsker projektet at bygge bro mellem videnskab og samfund.

Når videnskaben viser vejen

RECOVER kan ikke alene løse Østersøens problemer. Men projektet kan levere den viden og de værktøjer, som politiske beslutningstagere akut mangler.

- RECOVER kan ikke bringe Østersøen i god økologisk tilstand, men projektet kan generere viden og blive et vigtigt værktøj for politikere og relevante beslutningstagere, siger Anja Engel ærligt og tilføjer:

Og måske vigtigst af alt: Projektet kan hjælpe med at vise, hvilke tiltag der rent faktisk virker.

- Politikerne træffer beslutninger og skal derefter overvåge systemet for at vurdere, hvor effektive de er, siger Engel og uddyber: 
- Nuværende overvågningsmetoder er ofte forældede og tidskrævende. Vi har nu teknologien til at gå over til vurdering i realtid.

Når RECOVER er færdigt i 2028, vil forskerne levere konkrete værktøjer: sensorer, der er billige nok til at blive brugt i stor skala. Disse AI-modeller, der kan visualisere algeopblomstring, og en interaktiv digital platform, hvor alle kan udforske Østersøens fremtid.

En digital tvilling, der gør det usynlige synligt – og algernes alarmsignaler forståelige.

Og måske, håber forskerne, vil det være begyndelsen på en ny æra for Østersøen. En hvor beslutninger ikke længere træffes i blinde, men baseret på simulationer, data og viden. En hvor algerne får en stemme i de politiske forhandlingslokaler – før det er for sent.