Dype fjorder med høy terskel (stor relativ terskelhøyde) har oftest tydelig lagdelte vannmasser, med et øvre vannlag med estuarin sirkulasjon (MV-B02) over et stabilisert dypvannslag. Lagdelingen skyldes at vann med lav saltholdighet og høyere temperatur er lettere enn normalsalt (og kjøligere) vann. Saltholdigheten har større betydning for vannets tetthet (og lagdelingen) enn temperaturen.
Under normale vind- og værforhold vil vannmassen med estuarin sirkulasjon ha et tynt, brakt overflatelag som strømmer utover fjorden. Under denne går en motstrøm av saltere kystvann innover fjorden. Drivkraften er ferskvannstilførsel fra elver som munner ut i fjorden og at vannet som strømmer ut av fjorden må erstattes av vann fra havet utenfor terskelen. Strømmen kan snu når vinden blåser innover fjorden og ferskvannstilførselen er liten. Stadige skiftninger i strømforholdene innad i overflatevannlaget hindrer at dette lagdeles. Typisk har denne sirkulerende øvre vannmassen en termoklin (et temperatursprangsjikt) som varierer med årstiden og en pyknoklin (et tetthetssprangsjikt som oftest er forårsaket av forskjeller i salinitet) omkring terskelen. Pyknoklinen skiller det øvre vannlaget fra et lag av fjord-dypvann. Salinitetsforskjellen gjør at dette fjord-dypvannet kan være stabilt over mange år.
Lagdelingen av vannet oppstår fordi den innadgående motstrømmen til den utadgående overflatestrømmen ikke på langt nær er sterk nok til å kunne 'løfte' bunnvannet over tetthetssprangsjiktet. Bunnvannets opphav er havvann, enten kystvann (MV-B05) eller atlantisk vann (MV-B04). Hvilket opphavet en bunnvannmasse har, avhenger av bassengets dybde, tidevannsforskjellen, fremherskende vinder og egenskapene til vannmassene utenfor terskelen.
Mekanismen som sørger for at bunnvannet skiftes ut med ujevne mellomrom, og som er uavhengig av bunnvannets opphav, er at sterke krefter (tidevann, sterk pålandsvind, stormflo etc.) setter opp en vannstrøm innover mot fjordmunningen som "løfter" sprangsjiktet og etablerer en bunnvannstrøm som fører til fullstendig miksing av vannmassene. Dermed etableres en ny bunnvannmasse som vist i Fig. 1. Det kan også skje ved vedvarende fralandsvind i perioder med liten ferskvannstilførsel hvor overflatevannet reduseres til et tynt lag og blåses ut av fjorden. Samtidig fører vinden til at saltere vann fra større dyp utenfor terskelen løftes opp og inn i den innadgående motstrømmen over terskelen. I enkelte år er dette vannet så salt og tungt at det kan synke helt til bunns innenfor terskelen og derved fornye bunnvannet.
Kyststrømmen som går langs hele norskekysten gjør at vannet som strømmer innover terskelen under bunnvannsutskiftingsepisoder oftest har kystvannsegenskaper, det vil si at vannet tilhører MV-A01 Kystvann. Men på steder der kontinentalsokkelen er smal eller gjennomskåret av dype renner med atlantisk vann, kan det atlantiske vannet nå helt inn til terskelen (Fig. 2). I slike tilfeller kan bunnvannet ha opphav i atlantisk vann. MV-B04 Fjord-dypvann dannet fra atlantisk vann kjennetegnes ved nær konstant temperatur mellom 4 og 8 °C (avhengig av breddegrad) og salinitet omkring 35 ‰. Vannmassene på store dyp i Sognefjorden (se eksempel), er et typisk eksempel på denne vannmassetypen.
Eksempel
Sognefjorden, som er 1 308 m dyp på det dypeste og dermed vår desidert dypeste fjord, er det typiske eksemplet på MV-B04 Fjord-dypvann dannet fra atlantisk vann. I normalsituasjonen er vannmassene i fjorden tydelig lagdelt, med et 10–20 m tykt overflatevannlag med saltholdighet under 30 ‰ som vedlikeholdes av store tilførsler av ferskvann, blant annet fra Jostedalsbreens breelver.
Ned til terskeldybden på ca. 150 m i Sognesjøen mellom Solund og Gulen øker saltholdigheten gradvis til i overkant av 35 ‰. På dette dypet finner vi pyknoklinen. I øvre del av pyknoklinen varierer temperaturen med årstidene, i nedre del avtar temperaturen. Sammenfallet mellom temperaturfall og økt salinitet stabiliserer lagdelingen. Bunnvannet i Sognefjorden har to egenskaper som ved første øyekast kan synes overraskende: den høye saliniteten og temperaturen som er ca. 7,5 °C året rundt (Storesund et al. 2017). Disse egenskapene viser at bunnvannet i Sognefjorden er atlantisk vann, som er den eneste av hav-vannmassene som har salinitet over 35 ‰. Temperaturen er akkurat den samme som i atlantisk vann på samme breddegrad.
Dypvannet i Sognefjorden har en artssammensetning med mange likhetstrekk med faunaen på havbunnen i Nordsjøen utenfor terskelen, på dyp med atlantisk vann (Haugland et al. 2025). Blant annet er bakteriesamfunnene i dypvannet påfallende konstante, over tid og i rommet (Storesund et al. 2017). Det kan kanskje virke usannsynlig at kombinasjonen av tidevannsstrøm, vindforhold og spesielle meteorologiske forhold resulterer i krefter som er sterke nok til å skifte ut de enorme bunnvannmassene. Likevel tror man at det er tilfellet, og at mekanismen has fellestrekk med den som forårsaker bunnutskifting i andre fjorder med stabilisert bunnvann – at ytre faktorer hever sprangsjiktet og sørger for dypvannsstrøm over terskelen (Fig. 1). Sannsynligvis spiller tidevannet en nøkkelrolle. Dessuten er det beskrevet flere fysiske fenomener som bidrar til å forsterke vannstrømmer og skape turbulens i væsker (Ekmandrift, Langmuirsirkulasjon og Stokesdrift).
En forutsetning for utskifting av det atlantiske bunnvannet er at det nye atlantiske vannet er tyngre enn det gamle. Det forutsetter at bunnvannet over tid blir litt mindre salt eller at det blir varmet litt opp, for eksempel ved undersjøiske ferskvannsoppkommer eller ved tilførsel av jordvarme. Detaljer i mekanismen for utskifting av det atlantiske bunnvannet er fortsatt ikke fullstendig forstått.
Utbredelse og forekomst
For noen store og godt kartlagte fjorder som Hardangerfjorden, Sognefjorden og enkelte av fjordene på Sunnmøre, er det godt dokumentert at bunnvannet har egenskaper som viser at opphavet er atlantisk vann. Det er imidlertid uklart hvor mange fjorder som har typisk atlantisk bunnvann, og det er heller ikke avklart hvorvidt det finnes fjorder med dypvann som tidvis, men ikke alltid har atlantisk opphav.
Forvekslingsenheter
MV-B04 Fjord-dypvann dannet fra atlantisk vann og MV-B05 Fjord-dypvann dannet fra kystvann
Fjord-dypvannets egenskaper gjenspeiler i stor grad egenskapene til de hav-vannmassene som ga opphav til dem. Mens kystvannets egenskaper varierer mye, både regionalt og gjennom året (se MV-A01), har det atlantiske vannet nær konstante kjemiske og fysiske egenskaper (se MV-A02). Typisk atlantisk bunnvann har salinitet > 35 ‰. Temperaturen er omkring 7,5 °C utenfor Vestlandet (Utsira, Rogaland), og bare en halv grad kaldere utenfor Ingøy (Måsøy, Finnmark), se Staalstrøm et al. (2025).
Relasjon til NiN 2.3
Hovedtypen er ny.
Kunnskapsstatus
3 - akseptabel
Utfyllende opplysninger
Vannets egenskaper og sirkulasjonssystemene i fjord-vannmassene er beskrevet i større detalj av Edvardsen et al. (2024).
Forklaring av begreper:
- Pyknoklin = sprangsjikt mellom to vannlag med ulik tetthet, typisk et øvre lag med lavere salinitet og et lag med normalsalt vann på større dyp
- Relativ terskelhøyde = forskjellen mellom fjordens dybde ved terskelen og maksimal dybde, delt på maksimal dybde. En 100 m dyp fjord med terskel på 10 m dyp har en relativ terskehøyde på (100 – 10)/100 = 90/100 = 0,9
- Termoklin = sprangsjikt mellom to vannlag med ulik temperatur, typisk et øvre, varmere lag og et dypere, kaldere lag
Kilder
Edvardsen A, Halvorsen R, Bratli H, Bryn A, Dervo B, Erikstad L, Horvath P, Simensen T, Skarpaas O, van Son TC og Wollan AK (2024) Natur i Norge. Variasjon satt i system. Universitetsforlaget, Oslo.
Haugland BT, Meyer HK, Marquez JF, Ross R og Kutti T (2025) Sårbar, verdifull og karakteristisk natur i Sognefjorden. Rapport fra Havforskningen 2025: 21: 1-67.
Johnsen IA, Husa V, Hansen PK og Vikebø F (2021) Utskifting av bassengvatn i djupe terskelfjordar. Rapport fra Havforskningen 2021: 43: 1-25.
Storesund JE, Sandaa R-A, Thingstad TF, Asplin L, Albretsen J og Erga SR (2017) Linking bacterial community structure to advection and environmental impact along a coast-fjord gradient of the Sognefjord, western Norway. ‒ Progress in Oceanography 159: 13-30.
Staalstrøm A, Yakushev E, Berezina A, Iakubov S og Golmen L (2025) Vurdering av oksygentrender i norske farvann. Norsk Institutt for Vannforskning Rapport 8040: 1-47.