Zum Inhalt springen

Meromiktisches Gewässer

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Dies ist eine alte Version dieser Seite, zuletzt bearbeitet am 3. Oktober 2020 um 08:57 Uhr durch Ernsts (Diskussion | Beiträge) (→Europa: Laguna de La Cruz). Sie kann sich erheblich von der aktuellen Version unterscheiden.
Eine gesichtete Version dieser Seite, die am 3. Oktober 2020 freigegeben wurde, basiert auf dieser Version.

Als meromiktisches Gewässer bezeichnet man in der physikalischen Limnologie – und auch Ozeanographie – ein stehendes Gewässer, in dem die vertikale Wasserzirkulation nicht über das ganze Tiefenprofil stattfindet. Das Phänomen wird Meromixis genannt.

Grundlagen

Holomiktische Durchmischungen des Wasserkörpers von Seen größerer Tiefe
Vertikale Gliederung
  • Litoral 
  • Limnische Zone [en][1] 
  • Profundal 
  • Benthal 
    • Schichtung von Seen
  • Epilimnion 
  • Metalimnion 
  • Hypolimnion 
  • Destratifizierung 
    • Mixistypen
  • Holomiktisches Gewässer 
  • Monomiktisches Gewässer 
  • Dimiktisches Gewässer 
  • Oligomiktisches Gewässer 
  • Polymiktisches Gewässer 
  • Atelomiktisches Gewässer 
  • Meromiktisches Gewässer 
  • Amiktisches Gewässer 

    • Das Mixis-System (Durchmischung) ist ein System der Klassifikation von Stillgewässern. Hier stehen die meromiktischen (teilweise durchmischenden, von altgriechisch μέρος méros, deutsch ‚Teil‘). Gewässer zwischen den holomiktischen (ganz durchmischenden) und amiktischen (nicht durchmischenden): In einem meromiktischen Gewässer findet Durchmischung nur in bestimmten, voneinander getrennten Zonen statt, wodurch sich Zonen verschieden alten Wassers ausbilden, während sich das Wasser in anders geschichteten Wasserkörpern, etwa dimiktischen oder oligomiktischen, zumindest einmal jährlich – in ersteren jahreszeitlich, in zweiteren unregelmäßig – vollständig durchmischt.

    Der Begriff der Meromixis wurde vom Österreicher Ingo Findenegg 1935 geprägt[2][3][4] und von George Evelyn Hutchinson 1937 wesentlich erweitert.[5]

    Mechanismen

    Die regulär zirkulierende obere Schicht wird Mixolimnion (‚mischendes Wasser‘) genannt, der Tiefenwasserbereich Monimolimnion. Im Mixolimnion bildet sich oft eine reguläre – permanent oder intermittierend – mischende Schichtung mit Epilimnion (Oberflächenwasser), Metalimnion (Sprungschicht) und auch einem Hypolimnion (Tiefenschicht) aus, nur überlagert diese das Monimolimnion, sodass sich eine charakteristische Trennschicht ausbildet.

    Es kommen vor allem zwei Ursachen in Frage.

    Meromiktische Gewässer bilden meist einen stabilen Zustand, der nur durch Ausnahmsereignisse aufgehoben werden kann. Das Mixolimnion versorgt das Monimolimnion regelmäßig mit Nachschub an kaltem oder angereichertem Wasser. Die beiden Prozesse kommen auch in Kombination vor, andererseits können hochsaline Monimolimnia auch bei warmem Tiefenwasser stabil bleiben. Begünstigend sind zum Beispiel eine kleine Wasseroberfläche im Verhältnis zur Tiefe, wo durch in windgeschützte Lage kaum Angriffsfläche für den Wind entsteht. Ein Sonderfall ist etwa der Ödensee, Steiermark, der durch kalte unterirdische Höhlenzuflüsse meromiktisch wird: Es fließt nur das warme Oberflächenwasser ab, die Tiefe bleibt chemisch geschichtet.[7][8]

    Das Mixolimnion verliert ständig durch Sedimentation Biomasse und damit Nährstoffe an das Monimolimnion. Dadurch bilden sich im Tiefenwasser oft anaerobe (sauerstofffreie) Verhältnisse aus. Bekanntes Beispiel ist das Schwarze Meer, das größte meromiktische Becken der Erde, das in der Tiefe für höhere Lebewesen unbewohnbar ist.[9] Auch Methan, Ammonium, Schwefelwasserstoff und ähnliche Stoffwechselendprodukte können sich so anreichern.

    Ein Beispiel für ein eigenständiges Biotop, durch ein meromiktisches Gewässer bedingt, ist der Ongeim'l Tketau (Jellyfish Lake ‚Quallensee‘) in Palau, ein abgeschnittener Meeresrest mit seiner Quallen- und Seeanemonenpopulation im Mixolimnion, einer schwebende Matte von Bakterien der Gattung Chromatium (Chromatiaceae) an der dünnen, hochsauren Chemokline und dem anoxischen Tiefenwasser.

    Neben natürlichen Prozessen können auch anthropogene Ereignisse zur Ausbildung meromiktischer Seen führen. Beispiele sind der Luganersee und Zugersee, zwei randalpine Talungsseen, durch Eutrophierung aus der Landwirtschaft und Abwässern seit den 1950ern, die Bergbaufolgelandschaft Merseburg-Ost (Raßnitzer See), oder der Traunsee im Salzkammergut durch jahrhundertelange industrielle Einleitungen aus den Salinen Bad Ischl und Ebensee. In solchen Fällen ist Frage aktueller Forschung, ob und wie man die „unnatürlichen“ Meromixis aufheben könnte.[10]

    Ammonium-Verteilung im Mono Lake (in Mikromol nach Wassertiefe, 1982–1988)

    Es kann in normalerweise oligomiktischen Seen auch zu meromiktischen Episoden kommen. So sind am Hallstättersee, ebenfalls im Salzkammergut, durch Chloride aus dem Salzbergbau (durch Bergwerksgebrechen) Phasen unterbrochener Durchmischung aus den Jahren 1971–1975, 1981–1988 und 2006–2011 untersucht,[11] oder im Mono Lake, USA, in den 1980ern und 1990ern durch starken Oberflächenzufluss von Süßwasser in den See, der durch vorherige Wasserentnahme einen stark angereicherten Salzgehalt aufwies.

    In Stauseen – ohne Grundablass – findet sich oft beim Erststau durch anaerobe Zersetzung der überstauten Biomasse Meromixis ein, die sich meist erst nach ein, zwei Jahrzehnten stabilisiert. Aus diesem Grund wird heute möglichst zumindest der Wald geschlägert, optimalerweise der Mutterboden abgetragen.[12] Dasselbe findet auch bei der natürlichen Neubildung von Seen etwa durch Abschnürungen vom Salzwasser oder bei durch Massenbewegungen verlegten Talungen statt.

    Durch spezielle Bedingungen kann es auch zu zumindest teilweisen Zirkulationsvorgängen in das Monimolimnion kommen, wodurch giftige Abbauprodukte von Mikroorganismen zu Fischsterben führen kann. Bekannt ist auch der Kohlenstoffdioxid-Ausbruch des Kratersees Nyos in Kamerun nach Erdbeben (1986, 1800 Todesopfer).

    Meromixis rückt auch zunehmend in den Fokus der Paläoklimatologie, weil in der Tiefe ungestörte Sedimentation stattfindet, wodurch gut erhaltene Klimaarchive entstehen.[13] Auch wird vermutet, dass viele ergiebige Fossillagerstätten unter den sauerstoffarmen Bedingungen meromiktischer Süßwasserseen oder Lagunen entstanden sind.[14]

    Liste der meromiktischen Seen

    Meromiktische Seen gibt es auf der ganzen Welt. Die Verteilung scheint ungleichmäßig zu sein, was aber möglicherweise auf unvollständige Untersuchungen zurückzuführen ist. Abhängig von der genauen Definition von "meromiktisch" liegt das Verhältnis zwischen meromiktischen und holomiktischen Seen weltweit bei etwa 1:1000.

    Afrika

    Datei:Lake nyos.jpg
    Nyos-See nach dem Ausbruch von 1986

    Antarktis

    Der eisbedeckte Vandasee mit dem Onyx River im Vordergrund (rechts)

    Asien

    Quallensee, Luftbild mit Blick Richtung Westen

    Australien

    Europa

    Blick über den Alatsee im SW von Füssen Richtung Osten
    Strandvatnet in Nordland unten links; nur ein schmaler Isthmus trennt den see vom Ofotfjord.
    Mogilnoje-See
    Lac du Bourget ist der größte und tiefste See in Frankreich.

    Amerika

    • Atitlán-See (Lago de Atitlán), Sololá, 50 Quadratmeilen, 1.000 ft tiefe Caldera, endorheischer See im Departement Solola, Guatemala.
    • Nordamerika (USA und Kanada)
    • Kanada
    Sunfish Lake bei Waterloo (Ontario).
    • USA
    Big Soda Lake bei Fallon (Nevada)
    Green Lake bei Syracuse (New York).
    Seifenschaum am Ufer des Soap Lake im Bundesstaat Washington

    Literatur

    • Anu Hakala: Meromixis as a part of lake evolution – observations and a revised classification of true meromictic lakes in Finland. In: Boreal Environmental Research Band 9, 2004, S. 37–53, borenv.net (PDF).
    Commons: Meromiktische Seen – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

    Einzelnachweise

    1. ↑ BUND-Landesverband Hamburg: Tide schafft Lebensraum. In: bund-hamburg.de. Abgerufen am 28. Oktober 2022.
      Limnische Zone in der Unterweser. In: Weser in Bewegung. Abgerufen am 28. Oktober 2022.
    2. ↑ Ingo Findenegg: Limnologische Untersuchungen im Kärntner Seengebiete. Ein Beitrag zur Kenntnis des Stoffhaushaltes in Alpenseen. In: Internationale Revue der Gesamte Hydrobiologie. Band 32, 1935, S 369–423.
    3. ↑ Anu Hakala: Meromixis as a part of lake evolution – observations and a revised classification of true meromictic lakes in Finland. In: Boreal Environmental Research Band 9, S. 37–53, 2004, borenv.net (PDF).
    4. ↑ Honorarprofessor Dr. Dr. h. c. Ingo Findenegg zum Gedächtnis. In: Carinthia II. 164./84. Jahrgang, 1974, S. 356 (zobodat.at [PDF] [abgerufen am 10. Mai 2013]).
    5. ↑ G. Evelyn Hutchinson: A contribution to the limnology of arid regions. In: Transactions of the Connecticut Academy of Arts and Sciences Band 33, 1937, S. 47–132; Angabe nach Hakala 2004.
    6. ↑ Meromiktischer See., Eintrag in GeoDataZone, geodz.com
    7. ↑ Karl Stundl: Limnologische Untersuchungen an einigen steirischen Seen. In: Mitteilungen des naturwissenschaftlichen Vereins für Steiermark. 83, 1953, Abschnitt Ödensee (Meereshöhe 780 m, Seefläche 20 ha), S. 171–184, hier S. 175 ff. (zobodat.at [PDF]; dort S. 5).
    8. ↑ Ausführlichere Diskussion in Amt der Steiermärkischen Landesregierung, Fachabteilungsgruppe Landesbaudirektion: 1. Steirischer Seenbericht, Universitätsbibliothek Graz, 2008, Der Ödensee, 7.2 Sauerstoff, S. 81; via WebArchiv (PDF); literature.at).
    9. ↑ John L. Ingraham, Roberto Kolter: March of the Microbes: Sighting the Unseen. Neuauflage, Harvard University Press, 2012, ISBN 978-0-674-05403-5, S. 28 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). Deswegen gibt es in der Donau auch keine natürlichen Aalvorkommen, da dieser in seiner marinen Lebensphase als Tiefseefisch lebt.
    10. ↑ Christian Holzner: Untersuchung der Tiefenwassererneuerung in meromiktischen Seen mittels transienter Tracer und numerischer Modellierung. Diplomarbeit Eidgenössische Technische Hochschule – Departement Umweltnaturwissenschaften, Zürich 2001, library.eawag.ch (Memento des Originals vom 3. Dezember 2013 im Internet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/library.eawag.ch (PDF).
    11. ↑ Harald Ficker, Hubert Gassner, Daniela Achleitner, Robert Schabetsberger: Limnologische Auswirkungen von Soleeinleitungen auf den Hallstättersee Vortrag. Bericht in Treffen der SIL AUSTRIA, 26.–28. Oktober 2009 in Salzburg, S. 14, protozoology.com (PDF).
    12. ↑ Ulrich Maniak: Hydrologie und Wasserwirtschaft. Springer DE, 2005, ISBN 978-3-540-27839-9, S. 534 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
    13. ↑ Anu Hakala: Paleoenvironmental and paleoclimatic studies on the sediments of Lake Vähä-Pitkusta and observations of meromixis. Dissertation University of Helsinki, 2005, oa.doria.fi@1@2Vorlage:Toter Link/oa.doria.fi (Seite nicht mehr abrufbar, festgestellt im Mai 2019. Suche in Webarchiven)  Info: Der Link wurde automatisch als defekt markiert. Bitte prüfe den Link gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis. (PDF).
    14. ↑ David M. Martill, Günter Bechly, Robert F. Loveridge: The Crato Fossil Beds of Brazil: Window Into an Ancient World. Cambridge University Press, 2007, ISBN 978-1-139-46776-6, insb. S. 59 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
    15. ↑ a b c d e f g h i j k l m n o Egor Zadereev, Bertram Boehrer, Ramesh D. Gulati: Introduction: Meromictic Lakes, Their Terminology and Geographic Distribution, in: Ecology of Meromictic Lakes, Februar 2017, doi:10.1007/978-3-319-49143-1_1
    16. ↑ John A. E. Gibson: The meromictic lakes and stratified marine basins of the Vestfold Hills, East Antarctica, in: Antarctic Science 11.2 (1999): S. 175–192, ResearchGate (freies PDF).
    17. ↑ Gene E. Likens: Lake Ecosystem Ecology: A Global Perspective. Academic Press, 2010, ISBN 978-0-12-382003-7, S. 186 (google.com). Ein Abkömmling der Encyclopedia of Inland Waters.
    18. ↑ Robert G. Wetzel: FATE OF HEAT, in Limnology (Third Edition), 2001. Kap. 2. Crenogenic Meromixis
    19. ↑ K. M. Stewart, E. Hollan: Meromixis in Ulmener Maar (Germany), in: Journal SIL Proceedings, 1922-2010, Internationale Vereinigung für Theoretische und Angewandte Limnologie: Verhandlungen, Band 19, Nr. 2, 1975, S. 1211-1219, online: 1. Dezember 2017, doi:10.1080/03680770.1974.11896173
    20. ↑ Denis Grouzdev, Vasil A. Gaisin, Maria Krutkina, Irina A. Bryantseva, Olga N. Lunina, Alexander S. Savvichev, Vladimir M. Gorlenko: Genome Sequence of Prosthecochloris sp. Strain ZM and Prosthecochloris sp. Strain ZM-2, Isolated from an Arctic Meromictic Lake, Microbiology Resource Announcements 7(21), 29. November 2018, e01415-18, doi:10.1128/MRA.01415-18, PMC 6284733 (freier Volltext), PMID 30533845, PDF
    21. ↑ Stéphan Jacquet, Jean-François Briand, C. Leboulanger, C. Avois-Jacquet, L. Oberhaus, B. Tassin, B. Vinçon-Leite, G. Paolini, J.-C. Druart, O. Anneville, J.-F. Humbert: The proliferation of the toxic cyanobacterium Planktothrix rubescens following restoration of the largest natural French lake (Lac du Bourget). In: Harmful Algae. 4. Jahrgang, Nr. 4, 2003, S. 651–672, doi:10.1016/j.hal.2003.12.006 (archive.org [PDF]).
    22. ↑ CUEVA DE LA MORA - MINA SAN MIGUEL, auf wikiloc
    23. ↑ Ted Lewis, Scott F. Lamoureux, Alexandre Normandeau, Hilary A. Duganc: Hyperpycnal flows control the persistence and flushing of hypoxic high-conductivity bottom water in a High Arctic lake, in: Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences 58(12), S. 2405–2418, 16. August 2017, doi:10.1139/as-2017-0022
    24. ↑ Claude Belzile Warwick, F. Vincent, John A. E. Gibson, Patrick Van Hove: Bio-optical characteristics of the snow, ice, and water column of a perennially ice-covered lake in the High Arctic, Dezember 2001, doi:10.1139/cjfas-58-12-2405; insbesondere: Claude Belzile: Map showing the location of Lake A, northern Ellesmere Island, Canada
    25. ↑ Jessica D. Tomkins, Scott F. Lamoureux, Dermot Antoniades, Warwick F. Vincent: Sedimentology of perennial ice-covered, meromictic Lake A, Ellesmere Island, at the northern extreme of Canada, in: Canadian Journal of Earth Sciences 46(2), 12. februa 2009, S. 83–100, doi:10.1139/E09-008
    26. ↑ Algonquin Highlands: Ski and Snowshoe Trails
    27. ↑ Council Meeting - 19 Jan 2016 - Municipality of Trent Lakes
    28. ↑ Ontario Parks: Petroglyphs
    29. ↑ B. Sanderson, K. Perry, T. Pedersen et al.: Vertical Diffusion in Meromictic Powell Lake, British Columbia. In: Journal of Geophysical Research. 91. Jahrgang, C-6, 15. Juni 1986, S. 7647–7655, doi:10.1029/JC091iC06p07647, bibcode:1986JGR....91.7647S.
    30. ↑ Heart Lake Conservation Area: Master Plan, Heart Lake Conservation Area Master Plan Advisory Committee, Conservation Land Planning Group, TRCA
    31. ↑ David Cameron Hardie, Claude B. Renaud, N. V. Mukhina et al;: The isolation of Atlantic cod, Gadus morhua (Gadiformes), populations in Northern Meromictic lakes—A recurrent arctic phenomenon, in: Journal of Ichthyology 48(3), April 2008, S. 230–240, doi:10.1134/S0032945208030053
    32. ↑ Jaime L. Toney, Donald T. Rodbell, Norton G. Miller: Sedimentologic and palynologic records of the last deglaciation and Holocene from Ballston Lake, New York. In: Quaternary Research. 60. Jahrgang, Nr. 2, 2003, S. 189–199, doi:10.1016/S0033-5894(03)00093-0 (union.edu [PDF; abgerufen am 9. September 2018]).
    33. ↑ James E. Cloern, Brian E. Cole, Ronald S. Oremland et al.: Autotrophic Processes in Meromictic Big Soda Lake, Nevada. In: Limnology and Oceanography. 28. Jahrgang, Nr. 6, November 1983, S. 1049–1061, doi:10.4319/lo.1983.28.6.1049.
    34. ↑ Nicholas Lambrecht, Chad Wittkop, Sergei Katsev, Mojtaba Fakhraee, Elizabeth Swanner: Geochemical Characterization of Two Ferruginous Meromictic Lakes in the Upper Midwest, USA. In: Journal of Geophysical Research: Biogeosciences. 123. Jahrgang, Nr. 10, 2018, S. 3403–3422, doi:10.1029/2018JG004587.
    35. ↑ Nicholas Lambrecht, Chad Wittkop, Sergei Katsev, Mojtaba Fakhraee, Elizabeth D. Swanner: Geochemical Characterization of Two Ferruginous Meromictic Lakes in the Upper Midwest, USA. In: Journal of Geophysical Research: Biogeosciences. 123. Jahrgang, Nr. 10, 2018, S. 3403–3422, doi:10.1029/2018JG004587.
    36. ↑ Lakes and Ponds. In: Pictured Rocks National Lakeshore, Michigan. National Park Service, US Dept of Interior, abgerufen am 23. Februar 2016.
    37. ↑ G. C. Anderson: Some Limnological Features of a Shallow Saline Meromictic Lake. In: Limnology and Oceanography. 3. Jahrgang, Nr. 3, Juli 1958, S. 259–270, doi:10.4319/lo.1958.3.3.0259, bibcode:1958LimOc...3..259A (archive.org [PDF]). via Web-Archiv vom 14. Juli 2014
    38. ↑ T. B. Parkin, T. D. Brock et al.: The Role of Phototrophic Bacteria in the Sulfur Cycle of a Meromictic Lake. In: Limnology and Oceanography. 26. Jahrgang, Nr. 5, September 1981, S. 880–890, doi:10.4319/lo.1981.26.5.0880, bibcode:1981LimOc..26..880P (archive.org [PDF]). via Web-Archiv vom 23. Februar 2015
    39. ↑ Walter C. Weimar, G. Fred Lee et al.: Some Considerations of the Chemical Limnology of Meromictic Lake Mary. In: Limnology and Oceanography. 18. Jahrgang, Nr. 3, Mai 1973, S. 414–425, doi:10.4319/lo.1973.18.3.0414, bibcode:1973LimOc..18..414W.
    40. ↑ G. A. McCoy: Limnological studies in southeastern Alaska and water quality measurements along the TAPS route during pipeline construction. In: Circular 751-B: USGS Survey in Alaska, Accomplishments During 1976. US Geological Survey, 1977, S. B7 (google.com).
    Abgerufen von „https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Meromiktisches_Gewässer&oldid=204197422“