Undersøiske elkabler og elektromagnetiske felter. Hvad er konsekvenserne for gydende fisk?
Forskningsstudiet Pieterjan Verhelst et al. (nov. 2024) sætter fokus på det stigende antal undersøiske elkabler, der skal transportere energi fra havvindmølleparker ind til land.
For hvad er konsekvenserne for de diadrome fisk, dvs. fisk, der som ål og laks, vandrer mellem ferskvand og saltvand for at gyde?
De undersøiske elkabler udgør en potentiel trussel mod genopretning af mange fiskepopulationer.
Nogle diadrome arter er i stand til at opdage de elektromagnetiske felter, men det er i øjeblikket uvist, hvordan strålingen fra kablerne vil påvirke deres gydevandringer.
Studiets hovedpunkter:
- På grund af efterspørgslen efter vedvarende energi vil antallet af undersøiske elkabler, der udsender elektromagnetiske felter, stige i den nærmeste fremtid.
- Effekten af elektromagnetiske felter på gydevandringen af diadrome fiskearter er ukendt og kræver hurtig forskning, for at afdække videnshuller.
- Viden kan opnås gennem en kombination af laboratorie- og in situ-eksperimenter.
- Der skal fastlægges internationale politiske retningslinjer for de praktiske aspekter af implementeringen af undersøiske elkabler.
Et konkret dansk eksempel på de mulige effekter
Umiddelbar op til forskningsrapportens offentliggørelse kunne man Fiskeritidende den 21. okt. 2024 læse, at Esbjergs hestereje-fiskere mistænker de strømførende kabler fra havvindmølleparkerne for at påvirke rejebestanden i en negativ retning. Og dermed true deres levebrød.
Hesterejefiskerne har i mange år fisket langs den jyske vestkyst og længere ude i Nordsøen, hvor rejerne har været en vigtig fangst. Siden opførelsen af de første vindmølleparker i midten af 1990’erne har fiskerne dog oplevet markante ændringer i rejebestanden. Bestanden er blevet mindre og opfører sig anderledes, end den gjorde tidligere.
Rapporten “Effects of operational off-shore wind farms on fishes and fisheries”, som DTU offentliggjorde i 2022 konkluderer dels, at der er begrænset forskning omkring de elektromagnetiske felters påvirkning af krebsdyr, herunder rejer, i forbindelse med havvindmølleparker. Men også, at effekter på krebsdyr potentielt kan forekomme, især for arter, der bruger de magnetiske felter som en del af deres navigation eller andre biologiske processer.
Af rapporten fremgår det endvidere, at laboratorieforsøg har vist, at krebsdyr kan registrere elektromagnetiske felter, men der er ikke nok viden om, hvordan disse felter forårsager væsentlige negative fysiologiske eller adfærdsmæssige ændringer i det åbne hav.
Forskningsstudiet
Elektromagnetiske felter og diadrome fisks gydevandring: En presserende opfordring til viden
Electromagnetic fields and diadromous fish spawning migration: An urgent call for knowledge;
Pieterjan Verhelst et al. Offentliggjort 19. nov. 2024.
https://doi.org/10.1016/j.marenvres.2024.106857
Understregningerne er tilføjet.
Abstrakt
Diadrome fiskearter er kendetegnet ved gydevandringer mellem ferskvands- og havmiljøer, hvor de krydser gennem flodmundinger og tæt på kyster. Denne artsgruppe er gået betydeligt tilbage i løbet af de seneste årtier på grund af menneskeskabte effekter såsom fragmentering af levesteder og tab og overfiskning. En stigende potentiel trussel mod genopretning af deres population er den stigende installation af undersøiske elkabler (SPC’er), der genererer elektromagnetiske felter (EMF), når de transporterer energi fra havvindmølleparker ind til land. I det mindste en del af de diadrome arter er i stand til at detektere EMF, men det er i øjeblikket uvist, om EMF fra SPC’er påvirker deres gydevandringer. Med den stigende efterspørgsel efter havvindenergiproduktion og dermed etableringen af SPC’er vil samspillet mellem disse SPC’er og migrerende diadrome fiskearter stige i den nærmeste fremtid. Der er derfor et presserende behov for viden om virkningen af SPC-induceret EMF på diadrome fisks gydevandringer. En sådan viden kan opnås gennem en kombination af laboratorie- og in situ-eksperimenter. Der skal fastlægges internationale politiske retningslinjer for de praktiske aspekter af udbredelsen af SPC’er under hensyntagen til den mest ajourførte viden om effekten af SPC-induceret EMF på diadrome fisks gydevandringer.
Uddrag
1. Indledning
Med en voksende menneskelig befolkning, der nu er på over 8 milliarder mennesker, og vores stigende afhængighed af teknologi, er behovet for energi højere end nogensinde. Vedvarende energi er afgørende for en bæredygtig brug af vores planet Jorden og dens økosystemer, da udvinding af fossile brændstoffer, ledsaget af de producerede emissionsgasser under forbrændingen, har vist sig at påvirke vores klima negativt (Crowley, 2000). En af de mulige vedvarende energikilder er havvindproduktion. Der er en global stigning i efterspørgslen efter havvind, og Europa forventer at installere en kapacitet på mindst 193 GW inden 2040 (ECA, 2023). For at transportere denne offshore-producerede energi til land er det nødvendigt at bruge undersøiske elkabler (SPC’er). Når elektricitet transporteres via SPC’er, enten via jævnstrømskabler (DC) eller vekselstrømskabler (AC), genereres elektromagnetiske felter (EMF). Strømniveauerne forventes at ligge i intervallet <200 μT DC og 0-50 μT RMS AC, afhængigt af nedgravningsdybde og kabelkarakteristika (Cresci et al., 2023; Hermans et al., 2024; Hutchison et al., 2020, 2024).
EMF består af et elektrisk felt og et magnetfelt. Mens det elektriske felt normalt ikke udsendes til det marine miljø på grund af et afskærmningslag i kablerne, gør magnetfeltet det (Henkel et al., 2014). Hvor der er bevægelse gennem et ledende medium (såsom havvand), eller magnetfeltet roterer på grund af den transporterede strøms vekselfrekvens, induceres et elektrisk felt (Henkel et al., 2014). Intensiteten og omfanget af den samlede EMF på et bestemt sted afhænger således af det anvendte elsystem (AC for kabeltransekter <50 km eller DC for kabeltransekter >50 km (Öhman et al., 2007)) og den effekt, der transporteres gennem kablet. Andre faktorer omfatter kabelegenskaber, design og nedgravningsdybder, miljøfaktorer som ledningsevne og vandstrømme og jordens magnetfeltstyrke (ca. mellem 30 og 70 μT) (Nyqvist et al., 2020).
Forskning i de potentielle effekter af EMF på magneto- og/eller elektrofølsomme arter har fokuseret på forskellige aspekter, såsom orientering (dvs. et dyrs evne til at identificere, hvor det er i forhold til miljøet) og navigation (dvs. dyrets evne til at bevæge sig direkte), adfærd, fysiologi og (embryonal) udvikling (Copping et al., 2021; Elvidge et al., 2022; Fey et al., 2019; Formicki et al., 2019; Klimley et al., 2021; Naisbett-Jones og Lohmann, 2022). Evnen til at fornemme EMF kan stamme fra tre forskellige mekanismer: 1) induktionsbaseret magnetoreception, 2) magnetitbaseret magnetoreception og 3) radikalparmagnetoreception (Mouritsen, 2018; Nyqvist et al., 2020). For det første indebærer induktionsbaseret magnetoreception bevægelsen af et (ledende) dyr gennem det geomagnetiske felt. Det inducerer strømme i det elektrosensoriske system, som efterfølgende kan bruges som et retningsbestemt signal til navigation (Molteno og Kennedy, 2009), en navigationsmetode, der formodentlig bruges af delfiner (Hüttner et al., 2023). For det andet er magnetitbaseret magnetoreception blevet foreslået for forskellige dyr, såsom flagermus og fugle (Cadiou og McNaughton, 2010; Holland et al., 2008). Kæder af ferromagnetiske partikler som magnetit (Fe3O4) inde i en organisme justerer sig selv, når de er i et magnetfelt (Kirschvink et al., 2001). For det tredje er det radikale parmagnetoreceptionsprincip baseret på opdagelsen af, at magneto-sensoriske molekyler interagerer med magnetfelter (W. Wiltschko og Wiltschko, 2005). Molekylerne dannes ved fotoexcitation af specifikke kryptokromproteiner i nethinden (Hore og Mouritsen, 2016). Denne mekanisme menes at være aktiv hos magnetofølsomme fugle og nogle hvirvelløse dyr (Lau et al., 2012; Mouritsen, 2018; Wiltschko og Wiltschko, 2019).
Følsomhed over for elektriske og/eller magnetiske felter hos vanddyr har også fået opmærksomhed, for eksempel i tilfælde af elasmobrancher (Haj-agtige tværmunde) (Molteno og Kennedy, 2009). En dyregruppe, hvor effekten af SPC-induceret EMF stort set er ukendt, er imidlertid diadrome fisk. Diadrome fisk har brug for at vandre mellem ferskvand og hav for at fuldføre deres livscyklus, og mange arter er kendt for at udføre omfattende vandringer (>1000 km), såsom ål og laks (Righton et al., 2016; Rikardsen et al., 2021). Alle 24 diadrome arter, der er hjemmehørende i det nordlige Atlanterhav, er faldet i antal med mindst 90 % siden slutningen af det 19. århundrede på grund af menneskeskabte påvirkninger såsom klimaændringer, overudnyttelse, fragmentering og forringelse af levesteder, introduktion af ikke-hjemmehørende arter og forurening (Limburg og Waldman, 2009). Diadrome fisk omfatter over 250 arter (Myers, 1949) og leverer vigtige økosystemtjenester som en kilde til protein og den udveksling af næringsstoffer, de genererer mellem hav- og ferskvandsmiljøer (Drouineau et al., 2018; Limburg og Waldman, 2009; Wilcove & Wikelski, M., 2008). For eksempel blev 75 % af landingerne inde i landet i Frankrig i slutningen af det 20. århundrede tilskrevet diadrome arter (Boisneau og Mennesson-Boisneau, 2008). Alligevel er fiskeriudbyttet blevet reduceret eller forsvundet på grund af kraftige bestandsfald.
Mens effekten af menneskeskabt EMF på diadrome fisk stadig ikke er afklaret, er der tegn på, at nogle grupper af fisk er modtagelige for EMF, da flere arter viste adfærdsmæssige reaktioner på magnetiske stimuli i eksperimenter (Gill et al., 2012; Naisbett-Jones og Lohmann, 2022). For eksempel er sockeye-laks (Oncorhynchus nerka) afhængige af geomagnetisk prægning for at komme ind i deres fødselsflod fra deres fourageringsområder på havet (Putman et al., 2013). I laboratorieomgivelser reagerede både atlanterhavslaks (Salmo salar) og amerikansk ål (Anguilla rostrata) på elektriske og magnetiske felter, svarende til niveauer, der forekommer i naturen (Rommel og McCleave, 1973).
Mange SPC’er, der kommer fra offshore energiproduktion, når land nær flodmundinger og flodløb. Disse områder udnyttes intensivt af diadrome arter til vandring mellem hav- og ferskvandsmiljøet. Den deraf følgende overlapning mellem SPC-lokaliteter og vandreruter kan øge diadrome fisks eksponeringsrate for SPC-relateret EMF. Da disse kabler kan interagere med den naturlige EMF, såsom det geomagnetiske felt, kan de påvirke diadrome arters orientering og navigation under deres gydevandringer ved tiltrækning eller undgåelsesadfærd. Det kan forårsage forsinkelser, der forstyrrer økologiske signaler og fører til uoverensstemmelser i migrationsmønstre.
Denne artikel gennemgår viden om diadrome arters evne til at detektere EMF, og om de bruger det til navigation mellem gyde- og fourageringsområder. Vi undersøger, om EMF ved hjælp af SPC’er kan påvirke (migrerende) adfærd og foreslår forskningstrin for at give pålidelige resultater for effektive håndteringsforanstaltninger. For at gøre det fokuserer vi på de diadrome arter af fem familier af Actinopterygii (dvs. Acipenseridae, Alosidae, Anguillidae, Gasterosteidae og Salmonidae) og en orden af Hyperoartia (dvs. Petromyzontiformes), der forekommer i Europa, hvor udviklingen af vedvarende offshore-energi og dermed den potentielle indvirkning af menneskeskabt EMF vokser.
2. Kapacitet til at detektere og bruge elektromagnetiske felter i diadrome arter
Forskning i evnen til at opfatte magnetiske og elektriske felter samt følsomhedsniveauet og potentielle effekter af menneskeskabt EMF varierer meget fra art til artsgruppe. Historisk set har dette været styret af en arts betydning i fiskeri- eller (natur)politikken. Nedenfor giver vi et overblik over diadrome artsgrupper og status for viden.
Herunder eksempler på de fiskearter studiet gennemgår:
2.1. Acipenseridae
Familien af stør (Acipenseridae) består af fire slægter og 25 arter, som forekommer i Nordamerika og Eurasien (Litvak, 2010). De er værdsat over hele verden for deres dyrebare rogn, men de er i fare for at uddø, hvilket gør dem til den mest truede gruppe af dyr på IUCN’s rødliste over truede arter.
(…)
2.3. Anguillidae
Ferskvandsål fra den enkelte slægt Anguilla inden for Anguillidae forekommer på alle kontinenter undtagen Antarktis. Disse arter foretager imponerende vandringer fra deres vækstområder i kyst- og ferskvandshabitater til deres oceaniske gydesteder (dvs. katadromi). Afstandene varierer mellem de 19 arter og underarter og kan variere fra et par hundrede kilometer til omkring 9000 km for den europæiske ål (Anguilla anguilla) (Arai, 2016). Ål antager en pelagisk livsstil under deres vandring, hvilket står i kontrast til deres bentiske livsstil i vækstfasen på kontinentet. (Pelagiske fisk lever i den pelagiske zone af hav- eller søvand – de er hverken tæt på bunden eller nær kysten – i modsætning til demersale fisk, der lever på eller nær bunden) Hvordan ål navigerer har længe været et forskningsemne, som fortsætter den dag i dag. Det er blevet antaget, at europæiske ål bruger Jordens geomagnetiske felt til at navigere til gydepladserne, når de følger en specifik isoline med geomagnetisk intensitet, der er præget under deres koloniseringsfase (Durif et al., 2022).
(…)
2.4. Gasterosteidae
Familien Gasterosteidae repræsenterer hundestejler, en mangfoldig familie af både hav- og ferskvandsfisk fordelt på fem slægter. En bestemt art har en anadrom livscyklus, den trepiggede hundestejle (Gasterosteus aculeatus).
(…)
2.5. Laksefisk
Laksefiskene er vidt udbredt på den nordlige halvkugle og består af 11 slægter med talrige (fakultative) anadrome arter. Atlanterhavslaksen (Salmo salar), bækørreden (Salmo trutta) og forskellige stillehavslaksefisk fra Oncorhynchus-slægten såsom sockeye-laks (Oncorhynchus nerka) er nok de mest berømte for deres langdistance-anadrome gydevandringer. På grund af deres økonomiske betydning som kommercielle fiskeprodukter, som trofæfisk og på grund af deres betydelige tilbagegang som følge af menneskelig påvirkning (Criddle og Shimizu, 2014; Kurlansky, 2020; Shaw og Muir, 1987), er der blevet udført en masse forskning om deres migrationsadfærd og orienteringsmekanismer (f.eks. Kovach et al., 2015; Thorstad et al., 2008).
(…)
4. Politiske foranstaltninger
EU’s medlemsstater er juridisk forpligtet til at forhindre effekterne af energiproduktion i marine økosystemer gennem deskriptor 11 i havstrategirammedirektivet. Den blev vedtaget i 2009 og kræver, at alle EU-medlemsstater opnår en “god miljøtilstand” for deres vandområder. God miljøtilstand indebærer en bæredygtig udnyttelse af havets ressourcer (f.eks. offshoreenergi), samtidig med at rene, sunde, produktive og modstandsdygtige marine økosystemer opretholdes. Indtil nu har forskningsindsatsen vedrørende vedvarende havenergi i overensstemmelse med deskriptor 11 i havstrategirammedirektivet fokuseret på at bestemme effekterne af undervandsstøj på livet i havet (f.eks. gennem pælekørsel (Kok et al., 2021)).
Desuden har habitatdirektivet indført foranstaltninger til at bevare Europas vilde flora og fauna med det overordnede mål at bevare og genoprette specifikke levesteder og arter (herunder flere diadrome fiskearter), så de trives på lang sigt. For at overholde deskriptor 11 i havstrategirammedirektivet og habitatdirektivet skal der gennemføres konsekvensanalyser af kunstig elektromagnetiske felter fra supplerende beskyttelsescertifikater, og der skal udvikles passende politik- og forvaltningsforanstaltninger. Samlet set hindrer manglen på empirisk viden om eksponeringen for menneskeskabt EMF og risiciene ved EMF over for følsomt havliv (såsom diadrome fisk) en storstilet udvikling og implementering af effektive politiske foranstaltninger (Hermans et al., 2024).
Bestræbelser på at indsamle information og udvikle politiske foranstaltninger vedrørende en række menneskeskabte stressfaktorer i havmiljøet blev iværksat af initiativet Ocean Energy Systems (OES) -initiativet, et mellemstatsligt samarbejde mellem lande, der opererer inden for rammerne af Det Internationale Energiagentur (IEA) (Melikoglu, 2018). Dette initiativ udviklede et styringsværktøj til tidevands- og bølgeenergi (https://tethys.pnnl.gov/management-measures). Styringsværktøjet kategoriserer afbødningsforanstaltninger i receptorer og stressorer og oplister projekter inden for vedvarende havenergi, der vedtager disse foranstaltninger. For stressoren ‘EMF’ og receptoren ‘Fish’ omfatter afværgeforanstaltninger, der specifikt retter sig mod vandrende fisk, 1) nedgravning af SPC’erne dybere (>1 m), 2) brug af AC i stedet for DC-kabler, 3) installation af kabler, der er udstyret med en isoleringslag (lavet af f.eks. XLPE, også kendt som tværbundet polyethylen) og 4) bundter kabler sammen for at reducere EMF-vektorer (Federal Energy Regulatory Commission, 2020). Yderligere forslag fra forskere er blevet fremsat, såsom ikke at anvende havelektroder ved brug af DC-kabler, hvilket ville forhindre lokalt høje EMF-værdier samt kemisk forurening (Brignone et al., 2023; Taormina et al., 2018).
5. Fyldestgørende konsekvensanalyser af menneskeskabte elektromagnetiske felter
Antallet af aktive SPC’er, for eksempel i store områder af det nordøstlige Atlanterhav, er allerede betydeligt og vil stige i fremtiden (fig. 2). Da SPC’erne transporterer elektricitet fra offshore-områder til land, krydser de kyster, flodmundinger og floddeltaer og krydser dermed diadrome arters migrationsruter. Samspillet mellem denne artsgruppe og SPC’erne vil derfor sandsynligvis blive øget i fremtiden.
(…)
6. Konklusion
Der er mange usikkerheder med hensyn til effekten af menneskeskabt EMF på diadrome fiskevandringer, til dels fordi deres navigations- og orienteringsmekanismer ikke er godt forstået. På grundlag af den nuværende viden er det derfor ikke muligt at afgøre, om menneskeskabte elektromagnetiske felter har en indvirkning på denne artsgruppe, endsige at træffe passende forvaltningsforanstaltninger. Med udvidelsen af offshore energiproduktion og tilhørende SPC’er er der et presserende behov for at få indsigt i effekterne af menneskeskabt EMF på diadrome arters migrationsadfærd. Disse videnshuller skal afhjælpes ved både laboratorie- og in situ-eksperimenter. Den opnåede viden skal integreres i forvaltningsforanstaltninger for at bidrage til en effektiv politik og omsættes til internationale retningslinjer, da SPC’erne kan krydse jurisdiktionsgrænser, ligesom de vandrende diadrome fisk.
Læs mere her:
