Die Halokline ist die Wasserschicht, in der der Salzgehalt über eine kurze Tiefenspanne sprunghaft zunimmt. Weil Salz die Dichte des Wassers erhöht, liegt leichteres Süß- oder Brackwasser stabil über schwererem Salzwasser; die Grenze zwischen beiden ist für Taucher sicht- und spürbar. Der Name geht auf das griechische hals für Salz zurück.
Warum sich die Schichten nicht mischen
Die Dichte des Wassers hängt von zwei Größen ab: der Temperatur und dem Salzgehalt. Das Lehrbuch für Forschungstaucher von König und Lipp gibt für Süßwasser 1,00 Kilogramm je Liter bei 4 Grad Celsius an und für Meerwasser etwa 1,03 Kilogramm je Liter, mit einer Spanne von 1,01 bis 1,08; ausdrücklich heißt es dort: „Bei Salzwasser hängt die Dichte auch vom Salzgehalt ab.“
Liegt das leichtere Wasser oben, ist die Schichtung stabil. Es gibt keinen Antrieb, der das obere Wasser nach unten bringt — nur Wind, Strömung, Gezeiten und Konvektion arbeiten dagegen. Deshalb kann eine Halokline über Jahre an derselben Stelle stehen, während sich die Wassersäule darüber jahreszeitlich umwälzt.
Von ihren beiden Nachbarbegriffen unterscheidet sie sich nur durch die Größe, die springt: Die Thermokline ist die Schicht des Temperatursprungs, die Pyknokline die des Dichtesprungs. Da der Salzgehalt die Dichte mitbestimmt, ist eine Halokline immer auch eine Pyknokline; fallen Halokline und Thermokline zusammen, verstärken sie einander. Im deutschen Sprachgebrauch heißen alle diese Schichten zusammenfassend Sprungschicht.
Wo Taucher ihr begegnen
In gefluteten Kalksteinhöhlen und Cenoten. In küstennahem Karst schwimmt das Regenwasser als Süßwasserlinse auf eingedrungenem Meerwasser. Auf der Halbinsel Yucatán ist diese Linse nach einer in der Fachliteratur zitierten Untersuchung von Beddows und anderen etwa 10 bis 100 Meter mächtig und zur Küste hin dünner. Für den Cenote El Zapote nennt eine Arbeit zu den dortigen Unterwasserspeläothemen genaue Werte: Die Oberkante der Halokline liegt bei 36,6 Metern Wassertiefe, die Schicht selbst ist rund 10 Meter mächtig, und ab etwa 46 Metern entspricht der Salzgehalt dem von Meerwasser. In anderen Cenoten von Quintana Roo ist die Übergangszone nur 1 bis 5 Meter dick.
In der Ostsee. Das Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde setzt die Grenze bei etwa 60 Metern an: Darüber ist das Wasser brackig und sauerstoffgesättigt, darunter wesentlich salzhaltiger. Für Sporttaucher liegt diese Schicht außer Reichweite, für das Verständnis der Ostsee ist sie zentral.
In Fjorden, Ästuaren und Flussmündungen. Überall dort, wo Süßwasser auf Salzwasser trifft und die Durchmischung schwach bleibt, bildet sich dieselbe Grenze — oft in wenigen Metern Tiefe und damit mitten im Tauchbereich.
Was man sieht
Wasser unterschiedlichen Salzgehalts bricht das Licht unterschiedlich. Dort, wo sich die beiden Körper berühren, entsteht deshalb ein Schlierenbild: Alles, was unter der Grenze liegt, erscheint verzerrt und unscharf, als blicke man durch eine wellige Glasscheibe. In Höhlen kann daraus der Eindruck entstehen, man schaue von unten gegen eine Wasseroberfläche und darüber liege Luft — ein Trugbild, das die enzyklopädische Literatur ausdrücklich erwähnt.
Beim Durchtauchen verschwindet dieses Bild nicht, es wird schlimmer: Der Taucher verwirbelt die Grenzfläche, und für einige Sekunden ist auch die Nahsicht dahin. Das ist nicht dasselbe wie Trübung durch Schwebstoffe — die Sichtweite ist nicht wirklich kleiner geworden, das Bild ist nur optisch zerlegt.
Was man spürt
Mit der Dichte ändert sich der Auftrieb. Salzwasser trägt besser als Süßwasser; wer von oben durch die Halokline absteigt, wird darunter also leichter und muss gegensteuern, wer von unten aufsteigt, verliert Auftrieb. Bei einem Dichteunterschied von drei Prozent ist das kein dramatischer Sprung, aber er fällt mit der Stelle zusammen, an der die Sicht gerade zusammenbricht — und genau diese Gleichzeitigkeit macht die Halokline für ungeübte Taucher unangenehm.
Warum die Schicht mehr ist als ein optischer Effekt
Eine stabile Halokline trennt nicht nur Wasserkörper, sondern auch deren Stoffhaushalt. Das Ostseeforschungsinstitut beschreibt die Schicht als für gelöste Gase, besonders für Sauerstoff, „quasi undurchlässig“, während feste Partikel wie abgestorbene organische Substanz ohne Weiteres hindurchsinken. Unten wird Sauerstoff bei deren Zersetzung verbraucht und oben nicht nachgeliefert. Bleibt der Einstrom salzreichen Nordseewassers aus, wird das Tiefenwasser nach ein bis zwei Jahren suboxisch und später anoxisch; seit dem Salzwassereinbruch von 2003 ist der Wasserkörper direkt unter der Sprungschicht suboxisch und ab etwa 130 Metern anoxisch und schwefelwasserstoffhaltig.
In den Cenoten läuft dasselbe im Kleinen ab. Im El Zapote ist der Süßwasserkörper oben sauerstoffhaltig, ab 30 Metern fällt der Gehalt fast linear, bei etwa 35 Metern liegt er unter der Nachweisgrenze, und die Halokline samt dem Salzwasser darunter ist anoxisch. Wer dort durch die Schicht taucht, wechselt nicht nur das Wasser, sondern den Lebensraum.
In der Praxis
Als Tauchlehrer behandle ich die Halokline wie jede andere Stelle, an der die Sicht ohne Vorwarnung verschwindet: Vor dem Durchtauchen Partner und Leine festlegen, langsam und waagerecht durchgehen statt mit den Flossen zu wühlen, und die Tarierung aktiv nachführen statt abzuwarten. Beim Höhlentauchen kommt hinzu, dass eine durchwühlte Halokline auch dem nachfolgenden Taucher die Sicht nimmt — ein Grund, warum geführte Gruppen in Cenoten in Abständen durch die Schicht gehen.
Quellen
- Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde: Faktenblatt zur Sauerstoffsituation am Boden der Ostsee — Tiefenlage der Salzgehaltssprungschicht, ihre Undurchlässigkeit für gelöste Gase und die Folgen für das Tiefenwasser.
- König/Lipp, Lehrbuch für Forschungstaucher, Kapitel 1 (PDF) — Dichtewerte von Süß- und Meerwasser und die Abhängigkeit der Dichte vom Salzgehalt.
- Biogeosciences: Subaqueous speleothems (Hells Bells), Cenote El Zapote (PDF) — Mächtigkeit der Süßwasserlinse auf Yucatán, Lage und Mächtigkeit der Halokline im El Zapote und die Sauerstoffverhältnisse.
- Halocline (englische Wikipedia) — Begriffsherkunft, Abgrenzung zu Thermokline und Pyknokline, das Trugbild des Luftraums in Höhlen.
Zur Quellenlage: Die Werte zur Süßwasserlinse auf Yucatán stehen in der benutzten Arbeit als Zitat älterer Untersuchungen; diese liegen nicht im Original zugrunde. Die Aussage, Salzwasser trage besser, ist aus den Dichtewerten von König und Lipp gefolgert und steht dort nicht als Satz. Die Angaben zur Begriffsabgrenzung und zum optischen Trugbild stammen aus einer enzyklopädischen Quelle, nicht aus einer meereskundlichen Fachdarstellung.
