„Die Ostsee ist unser Labor vor der Haustür“

Michael Naumann, Geograph und Meeresforscher am Leibniz-Institut für Ostseeforschung in Warnemünde, über das Phänomen des Salzwassereinbruchs, warum es so selten geworden ist und über die Vermessung des Meeres.

Herr Naumann, was genau passiert beim Salzwassereinbruch?

Die Ostsee ist ein abgeschlossenes Binnenmeer und hängt damit am Tropf der Nordsee. Nur über die Nordsee können die tiefen Bereiche der Ostsee mit frischem sauerstoffreichem Wasser versorgt werden – das passiert beim Salzwassereinbruch, bei dem Wassermassen zwischen Ostsee und Nordsee ausgetauscht werden.

Was heißt das genau?

Die Ostsee ist ein Meer mit verschiedenen Wasserschichten. In den Tiefen finden wir sauerstoffarmes Salzwasser und an der Oberfläche sauerstoffreiches, aber salzarmes Wasser. Es hat mit zwei bis zehn Gramm Salz pro Kilogramm fast schon Süßwasserqualität. Beim Salzwassereinbruch fließt zunächst das salzarme Wasser an der Oberfläche, das sogenannte Brackwasser, in die Nordsee zurück. Erst danach kann frisches Salzwasser aus der Nordsee in die Ostsee fließen. Das geschieht in den tieferen Wasserschichten.

Im Einsatz auf See: Michael Naumann überprüft Messsonden für die Sauerstoff, Salzgehalt und Temperatur erfassen
Im Einsatz auf See: Michael Naumann überprüft Messsonden für die Sauerstoff, Salzgehalt und Temperatur erfassen © IOW / K. Beck

Welche Bedingungen müssen gegeben sein, damit es zum Salzwassereinbruch kommt?

Der Salzwassereinbruch ist ein Phänomen, das ganz stark von Wetterbedingungen abhängt. Es entsteht nur, wenn bestimmte Wetterlagen aufeinander folgen. Zunächst müssen langanhaltende Ostwinde dafür sorgen, dass der Wasserspiegel in der Ostsee sinkt. Erst wenn der Meeresspiegel in der Ostsee auf ein Niveau von etwa 20 Zentimeter unter dem mittleren Wasserstand gesunken ist, kann es zu einem größeren Einstrom kommen. Dann sind starke und langanhaltende Westwinde, besser noch Winde aus Nordwest, nötig, um das frische Salzwasser aus der Nordsee in die Ostsee zu spülen. Durch den höheren Salzgehalt sinkt das Wasser an den Boden der Ostsee ab. Mit dem frischen Salzwasser kommt auch Sauerstoff in die Ostsee und belüftet die tiefen Becken der Ostsee. Denn hier ist Sauerstoff meistens Mangelware.

Wie oft kommt es zu einem solchen Salzwassereinbruch?

Da der Salzwassereinbruch auf ein seltenes Wetterphänomen folgt, können wir grundsätzlich schlecht vorhersagen, wie oft es dazu kommt. Die Messdaten, über die wir verfügen, zeigen dass es seit Beginn der Aufzeichnungen im Jahr 1880 bis in die 1980er Jahre hinein etwa sechs oder sieben Mal in einem Jahrzehnt zu einem Salzwassereinbruch gekommen ist. Seit Beginn der achtziger Jahre aber stellen wir fest, dass die Salzwassereinbrüche deutlich seltener geworden sind und sich nur noch ein bis zwei Mal im Jahrzehnt ereignen. Das liegt in erster Linie daran, dass sich die Hauptwindrichtungen geringfügig verändert haben. Während zuvor die Hauptwinde aus Westen kamen, wehen sie nun eher aus dem Südwesten. Diese südwestlichen Winde können aber keinen Einstrom von Salzwasser in die Ostsee auslösen.

Warum hat sich das Windsystem denn verändert?

Veränderungen des Windsystems im Ostseeraum sind gekoppelt an die Nordatlantische Oszillation, den Schwankungen der Druckverhältnisse zwischen Islandtief und Azorenhoch. In Zyklen von zwei bis fünf Jahren, fünfzehn Jahren und etwa siebzig Jahren ändert sich dabei die Intensität der Westwinddrift. Sie bestimmt das Wetter in Europa. Die seltener gewordenen Salzwassereinbrüche in den letzten drei Dekaden sind untypisch und lösen eine Reihe von Forschungsfragen aus. Um sie zu beantworten, müssen wir aber erst noch mehr Daten sammeln und auch mit Wissenschaftlern anderer Disziplinen zusammenarbeiten wie Meteorologen.

Was bedeutet das für die Ökosysteme der Ostsee?

Wir beobachten, dass Fischarten, die Sauerstoff benötigen, ihre Lebensräume verlagern. Sie wandern westwärts in Regionen, in denen sie mehr Luft zum Leben haben. Beispielsweise ist der Dorsch sehr empfindlich. Er laicht im Wasser mit hohem Salzgehalt. Ist diese Wasserschicht von Sauerstoffmangel betroffen, fehlt ihm dieses lebenswichtige Element und es findet keine Reproduktion statt. Mittlerweile arbeiten wir deshalb auch sehr eng mit der Fischereiforschung zusammen. Aus unseren Messdaten zum Sauerstoffgehalt in der Ostsee lässt sich ablesen, in welchen Regionen es am wahrscheinlichsten ist, auf reiche Fischschwärme zu stoßen. Richtung Osten wird das salzhaltigere Tiefenwasser immer sauerstoffärmer. Am Boden des Gotland Beckens sind deshalb eher niedere Lebensformen wie Bakterien zu finden sind. Sie ernähren sich von Schwefel und sind nicht auf Sauerstoff angewiesen. Fischerei findet dort kaum statt.

Warum ist es so wichtig, dass das Bundesforschungsministerium die Meeresforschung und -beobachtung fördert?

Die Ostsee ist unser Labor vor der Haustür. Wir sammeln stetig Daten, messen hydrographische Parameter wie den Salzgehalt sowie eine Vielzahl chemischer und biologischer Parameter, zum Beispiel Nährstoffe, Schadstoffbelastungen oder Plankton. Die Messungen können uns dabei helfen, das Meer besser zu verstehen und zu beobachten, wie sich die Ostsee verändert. Manchmal ist es dann auch möglich, von der kleinen Ostsee auf andere Randmeere und die großen Weltmeere zu schließen. Denn was in der Ostsee passiert, ist oft eine Folge menschlicher Einflüsse und globaler Veränderungen. Außerdem sind unsere Daten wichtig für Entscheidungsprozesse – auch auf politischer Ebene. Denn nur aus wissenschaftlichen Erkenntnissen können irgendwann auch Lösungen entstehen.

Zur Person

Michael Naumann hat Geographie, Geologie und Ökologie an der Universität Greifswald studiert. Er arbeitet als Meeresforscher am Leibniz-Institut für Ostseeforschung in Warnemünde. Derzeit beschäftigt er sich mit der Umweltüberwachung der Ostsee /Langzeitdatenauswertungen und forscht an Wasseraustauschprozessen sowie neuen Konzepten in der Messdatengewinnung.