Der Salzgehalt — fachlich Salinität — gibt an, wie viel gelöstes Salz ein Wasser enthält, üblicherweise als Massenanteil in Gramm je Kilogramm Lösung. Für Taucher ist er keine Nebensache: Er bestimmt über die Dichte des Wassers, wie viel Blei nötig ist, und er erzeugt die Schichtgrenzen, an denen das Bild verschwimmt.
Einheiten: g/kg, Promille, Prozent und PSU
Im einfachsten Fall wird die Salinität als Massenanteil in Gramm je Kilogramm angegeben; ein Prozent entspricht dabei zehn Gramm je Kilogramm, und Promille ist mit g/kg gleichbedeutend. Daneben steht die praktische Salinität nach dem Standard PSS-78, deren Einheit PSU („practical salinity unit“) zwar überall auftaucht, physikalisch aber keine Einheit ist: Die Größe selbst ist dimensionslos. Gemessen wird sie heute über die elektrische Leitfähigkeit, die dem Salzgehalt proportional ist — mit einem Salinometer oder, im Feld, mit einer CTD-Sonde, die Leitfähigkeit, Temperatur und Tiefe zugleich aufzeichnet. Die absolute Salinität nach TEOS-10 von 2010 wird wieder in g/kg geführt.
Die Zusammensetzung des Meersalzes ist dabei bemerkenswert stabil. Chlorid und Natrium stellen zusammen über 85 Prozent der gelösten Ionen, es folgen Sulfat, Magnesium, Calcium und Kalium. Diese Hauptionen gelten als konservativ: Ihr Mengenverhältnis zueinander bleibt auch bei unterschiedlicher Salinität gleich. Deshalb genügt eine einzige Messgröße, um das ganze Salzpaket zu beschreiben.
Wie salzig welches Tauchgewässer ist
Der mittlere Salzgehalt der Ozeane liegt bei etwa 3,5 Prozent, also 35 g/kg. Darunter verbergen sich deutliche Unterschiede: Atlantik 3,54 Prozent, Indischer Ozean 3,48, Pazifik 3,45. Für die europäischen Tauchreviere wird es interessanter:
- Nordsee: 3,5 Prozent, im nördlichen Teil 3,2 bis 3,5, an Flussmündungen nur 1,5 bis 2,5.
- Ostsee: im Durchschnitt 0,8 Prozent; westliche Ostsee 1,3, Kieler Bucht 1,5; im Finnischen und Bottnischen Meerbusen fällt der Wert unter 0,5 Prozent.
- Mittelmeer: 3,74 Prozent.
- Rotes Meer: 4 Prozent.
- Totes Meer: im Mittel 28 Prozent, in 50 Metern Tiefe 32,66.
Zwischen einem Tauchgang vor Rügen und einem im Roten Meer liegen damit nicht ein paar Zehntel, sondern der Faktor fünf.
Was der Salzgehalt für den Taucher ändert
Über die Dichte greift der Salzgehalt unmittelbar in die Tarierung ein. König und Lipp geben im Lehrbuch für Forschungstaucher für reines Süßwasser 1,00000 kg/l bei 4 °C, 0,99910 bei 15 °C und 0,99705 bei 25 °C an; Salzwasser liegt bei etwa 1,03 kg/l mit einer Spanne von 1,01 bis 1,08. Der Auftrieb nach dem Prinzip des Archimedes entspricht dem Gewicht des verdrängten Wassers — ist dieses Wasser drei Prozent schwerer, erzeugt derselbe Taucher mit derselben Ausrüstung rund drei Prozent mehr Auftrieb. Deshalb stimmt die Bleimenge aus dem Baggersee im Mittelmeer nicht mehr. Die Wasserdichte ist dabei die eigentlich wirksame Größe; der Salzgehalt ist einer ihrer beiden Stellhebel, der andere ist die Temperatur.
Derselbe Zusammenhang steckt im hydrostatischen Druck, denn p = ρ · g · D enthält die Dichte als Faktor. Die Faustregel „10 Meter entsprechen etwa einem bar“ gilt nach König und Lipp mit einer Genauigkeit von etwa ±2 Prozent — die Spanne zwischen Süß- und Salzwasser steckt genau darin.
Eine zweite Folge betrifft das Eistauchen: Der Gefrierpunkt sinkt mit dem Salzgehalt. König und Lipp nennen etwa −1,33 °C bei einer Salinität von 24,7 und −1,91 °C bei 35,0. Süßwasser gefriert bei 0 °C; Eis hat eine Dichte von 0,917 kg/l und schwimmt deshalb oben. Beim Gefrieren von Meerwasser wird Salz aus der Eisstruktur verdrängt, sodass der Salzgehalt des umgebenden Wassers steigt — ein Teil bleibt in Hohlraumkanälen im Eis eingeschlossen.
Wo der Salzgehalt sichtbar wird
Unterschiedlich salziges Wasser mischt sich nicht von selbst. Wo salzarmes über salzreichem Wasser liegt, bildet sich eine Halokline — eine Schichtgrenze, an der das Bild schlierig verzerrt. Sie ist das optische Gegenstück zur temperaturbedingten Sprungschicht und tritt überall dort auf, wo Süß- und Salzwasser aufeinandertreffen: in Höhlensystemen, an Flussmündungen, in Fjorden. Mit dem Durchtauchen der Schicht ändert sich nicht nur die Sicht, sondern auch der Auftrieb.
Aus der Ausbildung
Als Tauchlehrer lasse ich die Bleimenge beim Wechsel zwischen Süß- und Salzwasser nicht ausrechnen, sondern nachmessen — der Tarierkontrollgang an der Oberfläche beantwortet die Frage in zwei Minuten und braucht keine Dichtetabelle. Was ich dagegen vorher ansage: dass sie sich ändert. Wer mit der Ostseebleimenge ins Rote Meer steigt, kommt nicht runter, und wer mit der Rotmeerbleimenge in den Baggersee geht, liegt im Schlamm. Der Bleicheck gehört an jedem neuen Gewässer wiederholt, nicht einmal im Leben.
Quellen
- Wikipedia: Salzgehalt — Einheiten, PSS-78 und PSU, Werte für Ozeane, Nord- und Ostsee, Mittelmeer, Rotes Meer und Totes Meer, Ionenzusammensetzung, Messverfahren.
- König/Lipp, Lehrbuch für Forschungstaucher, Kapitel 1 (PDF) — Dichtetabelle Süßwasser, Meerwasser 1,03 kg/l (1,01–1,08), Dichteanomalie, Eisdichte, Gefrierpunkte, p = ρ · g · D.
Zur Quellenlage: Die regionalen Salzgehalte stammen aus einer enzyklopädischen Quelle, nicht aus ozeanographischen Messreihen; die Angabe zum Finnischen und Bottnischen Meerbusen wird dort an zwei Stellen unterschiedlich beziffert (unter 0,5 Prozent beziehungsweise 0,1 Prozent), weshalb dieser Eintrag nur die obere Angabe nennt. Die Aussage, dass drei Prozent mehr Dichte rund drei Prozent mehr Auftrieb bedeuten, folgt aus dem Prinzip des Archimedes und den genannten Dichtewerten; eine Fundstelle, die diese Rechnung für Taucher ausführt, liegt nicht zugrunde.
