Die Salinität beschreibt den Salzgehalt eines Wasserkörpers. Der Salzgehalt der Ostsee setzt sich aus dem einströmenden Salzwasser der Nordsee und dem abfließenden Süßwasser der Flüsse und des Regenwassers zusammen. Er liegt zwischen 30 g Salz/L am Kattegat und 3 g Salz/L im bottnischen Meerbusen bei Finnland. Zum Vergleich: Die Nordsee hat einen Salzgehalt von 35 g/L.

Die Intensität des Wasseraustauschs zwischen Nord- und Ostsee unterliegt starken Schwankungen. Nordseewasser mit hoher Dichte strömt dafür am Meeresboden in die Ostsee und leichtes Ostseewasser fließt Richtung Nordsee in entgegengesetzter Richtung im oberen Wasserkörper ab. Kommt es nur zu geringen Einströmungen, so wird das frische Nordseewasser an einer unterseeischen Schwelle am weiteren Vordringen in die Ostsee gehindert. Der Salzwasserzustrom muss also ausreichend groß sein um die Becken aufzufüllen und über die Schwelle ins nächste fließen zu können. Das dichtere Nordseewasser breitet sich also am Meeresboden aus.

Regelmäßig kommt es jedoch auch zu größeren Einstromereignissen, durch welche auch das Tiefenwasser in den hinteren Becken der Ostsee ausgetauscht wird. Dafür ist eine bestimmte Konstellation aus Wetter und Strömungsverhältnissen notwendig. In den letzten Jahren hat die Häufigkeit der starken Einstromereignisse abgenommen wie in der Abbildung zu sehen ist. Zuletzt wurde Ende 2014 durch starken Ostwind viel Wasser aus der Ostsee herausgedrückt und durch genau darauffolgenden starken Westwind konnte viel salziges und sauerstoffreiches Nordseewasser in die Ostsee einströmen.

In der Ostsee herrscht das ganze Jahr über durch Unterschiede in Temperatur und Salinität eine deutliche Schichtung des Wasserkörpers: oben befindet sich das leichte und warme Brackwasser und unten das dichtere und kühlere Meerwasser. Durch die Sprungschicht wird das spezifisch dichtere Tiefenwasser von spezifisch leichterem Oberflächenwasser scharf getrennt. Im Herbst und Winter sorgt die Vertikalzirkulation für eine Durchmischung oberhalb dieser plötzlichen Dichteänderung (Abbildung B). Das Tiefenwasser (Abbildung D) ist jedoch von einem derartigen Austausch ausgeschlossen. Daher können die Tiefenzonen nur durch einen seitlichen Zustrom von sauerstoffreichem Wasser belüftet werden.

Die horizontale Zirkulation im Tiefenwasser wird also durch die Becken-/Schwellenstruktur der Ostsee behindert und die vertikale Zirkulation durch die Sprungschicht eingeschränkt.

Bleiben größere Einstromereignisse aus, wird das Tiefenwasser nicht mit sauerstoffreichem Wasser versorgt. Es entstehen Bereiche mit Sauerstoffmangel (Sauerstoffgehalt < 4 mg/l) sowie suboxische (Sauerstoffgehalt < 2 mg/l) bis anoxische (kein Sauerstoff mehr im Wasser) Bereiche, welche durch die Bildung von Schwefelwasserstoff für die meisten Lebewesen ein lebensfeindliches Milieu darstellen. Verstärkend dazu wirkt die Eutrophierung, da es zu einem Überschuss an organischer Substanz kommt, welche durch sauerstoffzehrende Prozesse zersetzt wird. Ein starkes Einstromereignis kann das anoxische und schwefelwasserstoffhaltige Wasser der Tiefen anheben und in andere Becken verdrängen, wie es in der Abbildung in Folge des letzten Salzwassereinstroms deutlich wird.

Die Gründe liegen im Stoffwechsel: Süßwasserfische müssen Energie aufwenden, um das übermäßige Eindringen von Wasser in ihren Körper zu verhindern beziehungsweise im verdünnten Harn wieder auszuscheiden. Um die Ionenkonzentration trotz des eindringenden Wassers auf konstantem Niveau zu halten, nehmen sie aktiv Ionen auf. Bei Meerestieren hingegen ist das Konzentrationsgefälle andersherum. Die Ionenkonzentration des Umgebungswassers ist höher als in den Zellen der Tiere. Das salzige Wasser entzieht ihnen Flüssigkeit zum Ausgleich trinken sie. Sie müssen Energie aufwenden, um eingedrungene Salze wieder auszuscheiden (siehe Abbildung). Geraten sie in Süßwasser, kehrt sich das Konzentrationsverhältnis um. Wasser wird nicht mehr den Zellen entzogen, sondern der osmotische Druck treibt es jetzt hinein. Sie müssen es wieder loswerden. Dafür aber haben sie in aller Regel keinen Mechanismus (Ausnahmen: Aale, Lachse).

Als Folge des Klimawandels erwarten Forscher erhöhten Niederschlag vor allem im Nordosten der Ostsee. Dadurch würde sich der Abfluss erhöhen, was zwei Auswirkungen mit sich bringt: Zum einen wäre der Süßwasserüberschuss nun noch größer und die Strömung Richtung Nordsee damit noch stärker, was einen Einstrom der Nordseewassers erschwert. Die Ostsee wird süßer, was zu veränderten Ausbreitungsgrenzen bestimmter Organismen führen würde. Ursprüngliche Süßwasserarten könnten sich evtl. weiter Richtung Südwesten ausbreiten, marine Arten würden zurückgedrängt werden. Zum anderen würde der gesteigerte Abfluss aber auch die Schichtung der Ostsee verstärken. Denn der Dichteunterschied zwischen salzigem Tiefenwasser und dem süßeren Oberflächenwasser wäre noch stärker, was einen horizontalen Austausch des Ostseewassers verringert. Sauerstoffarme Tiefenschichten würden so noch schlechter durch gut belüftetes Oberflächenwasser ausgetauscht werden können.

In der Simulation berücksichtigt ist der aktuelle Durchschnittswert der Kieler Förde mit 15 psu sowie die im Jahre 2100 anzunehmende Salinität von 10 psu. Den aktuellen Salzgehalt der Kieler Förde kannst du dir hier ansehen.

Dann kannst du dich hier weiter informieren:

Gräwe, Ulf; Friedland, René; Burchard, Hans (2013): The future of the western Baltic Sea. Two possible scenarios. In: Ocean Dynamics 63 (8), S. 901–921. DOI: 10.1007/s10236-013-0634-0.

Aktuelle Salinität der Kieler Förde