Ein meromiktischer See ist ein See, dessen Tiefenwasser sich nie oder nur teilweise mit dem Oberflächenwasser durchmischt. Der Name kommt aus dem Griechischen und bedeutet sinngemäß „teilweise gemischt“. Unter einer scharfen chemischen Grenzschicht liegt dauerhaft Wasser ohne Sauerstoff, für Taucher eine Zone, die sich deutlich vom gewohnten Seewasser unterscheidet.
Teilweise gemischt statt vollständig
Viele tiefe Seen unserer Breiten durchmischen sich im Frühjahr und im Herbst bis zum Grund. Seen, die sich bei ihrer Zirkulation vollständig durchmischen, heißen holomiktisch, bei zwei Durchmischungen im Jahr dimiktisch. Bei jeder Vollzirkulation kommt sauerstoffreiches Wasser bis in die Tiefe. Ein meromiktischer See schafft das nicht. Sein unterster Wasserkörper bleibt über das ganze Jahr für sich.
Die drei Schichten
- Mixolimnion. Der obere Wasserkörper, den der Wind erreicht und der sich jahreszeitlich durchmischt. In ihm spielt sich die bekannte Schichtung in Epilimnion, Metalimnion und Hypolimnion ab.
- Chemokline. Die Übergangszone zwischen oben und unten. Auf kurzer Strecke ändern sich hier viele chemische Größen zugleich. Sie ist der stärkste chemische Gradient im See und oft nur eine dünne Schicht.
- Monimolimnion. Das dichte Tiefenwasser unterhalb der Chemokline. Es steht nicht in Austausch mit der Atmosphäre, der Sauerstoff wird dort verbraucht und nicht ersetzt. Die Folge ist dauerhaft sauerstofffreies, oft schwefelwasserstoffhaltiges Wasser, in dem nur anaerobe Organismen leben.
Warum sich ein See nicht mehr mischt
Damit der Wind das Tiefenwasser nicht mehr nach oben holt, muss es entweder deutlich dichter sein als das Wasser darüber, oder der See muss so geschützt liegen, dass der Wind kaum angreift. Oft trifft beides zusammen.
Die Dichte des Tiefenwassers stammt fast immer aus gelösten Stoffen, nicht aus der Temperatur. Dichteunterschiede durch gelöste Stoffe können um ein bis zwei Größenordnungen höher liegen als solche durch Temperatur. Hinzu kommt, dass Wärme schneller durch die Grenzschicht wandert als Salze. Eine Schichtung, die nur auf der Temperatur beruht, wird deshalb leicht aufgezehrt, und rein temperaturbedingte Meromixis ist selten. Mehr zur Rolle der Dichte im Eintrag Dichte.
Nach der Herkunft der gelösten Stoffe unterscheidet die Limnologie seit Hutchinson (1957) drei Fälle.
- Ektogene Meromixis. Salzhaltiges Wasser fließt von außen zu, über Oberflächenzuflüsse oder Grundwasser.
- Krenogene Meromixis. Grundwasser bringt die Salze in den See.
- Biogene Meromixis. Der Abbau abgestorbener organischer Substanz in der Tiefe setzt Stoffe frei, die das Tiefenwasser schwerer machen.
Leben an der Grenzschicht
Oberhalb der Chemokline gibt es Sauerstoff, unterhalb nicht. Genau an der Grenze treffen Licht von oben und Schwefelwasserstoff von unten aufeinander. Dort sammeln sich Purpur- und Grünschwefelbakterien, die beides zugleich brauchen. In manchen Seen bilden sie eine scharf begrenzte, farbige Schicht. Im Tiefenwasser selbst leben vor allem anaerobe Bakterien, die Methan oder Schwefelwasserstoff bilden.
Ein bekanntes Beispiel aus dem Alpenraum ist der Alatsee, 18 Hektar groß und bis zu 35 Meter tief. Seine Chemokline liegt zwischen 15 und 18 Metern, darin eine deutlich ausgebildete Schicht aus Purpurschwefelbakterien, die dem Wasser einen rötlichen Ton gibt. Darunter ist das Wasser dauerhaft sauerstofffrei und sulfidhaltig. Selten ist der See bis zur Oberfläche sauerstofffrei geworden, ein Zustand, den man vor Ort als „blutenden See“ kennt.
Meromiktische Seen aus menschlicher Hand
Mehrere der gut untersuchten meromiktischen Gewässer in Deutschland sind Bergbaufolgeseen. In ehemaligen Tagebauseen westlich von Leipzig wurde gezielt mit eingeleitetem Frischwasser untersucht, wie sich eine solche tiefe Schichtung abschirmen lässt. Aus Kanada ist der umgekehrte Weg bekannt. In der ehemaligen Kupfermine Island Copper wurde Meerwasser mit Süßwasser überschichtet, um bewusst einen meromiktischen See anzulegen.
Ganz statisch ist auch ein meromiktischer See nicht. Durch die Chemokline findet weiter Austausch statt. Im Monimolimnion des untersuchten Waldsees in Deutschland erneuert sich das Wasser etwa innerhalb eines Jahres. Gelöstes Eisen und gelöste Kohlenstoffverbindungen tragen dort ungefähr zu gleichen Teilen zum Dichteunterschied bei.
Was das für Taucher bedeutet
Als Tauchlehrer behandle ich die Chemokline eines meromiktischen Sees wie eine Grenze, die man von oben ansieht und nicht durchtaucht. Darunter fehlt Sauerstoff, das Wasser kann Schwefelwasserstoff enthalten, Licht und Sicht nehmen schlagartig ab, und wer dort Sediment aufwirbelt, bringt Stoffe in Bewegung, die sich über Jahre abgelagert haben. Für den Tauchgang selbst ändert der fehlende Sauerstoff im Wasser nichts an der Atemgasversorgung, aber er ändert alles am Lebensraum und an der Sicht. Ob und wo an einem solchen See getaucht werden darf, regeln Gemeinde oder Naturschutz, und das gehört vor dem Tauchgang erfragt.
Wer die Schichtung in einem gewöhnlichen See verstehen will, kommt über die Einträge Sprungschicht und Trophie weiter. Für die Grenzschicht im Meer, die auf dem Salzgehalt beruht, steht die Halokline.
