Ökosystem Ostsee

Die Ostsee ist eines der größten Brackwassermeere der Erde. Brackwasser ist eine Mischung aus Süß- und Salzwasser und viel weniger salzig als man das von einem „Meer“ kennt. Der Salzgehalt variiert innerhalb der Ostsee: Im Kattegat, der kleinen Verbindung von Nord- und Ostsee zwischen Dänemark und Schweden, liegt der Salzgehalt bei etwa 17 Gramm pro Liter. Im Bottnischen Meerbusen ganz im Norden zwischen Schweden und Finnland liegt der Salzgehalt bei weniger als fünf Gramm pro Liter. Im Vergleich zu den mindestens 30 g pro Liter in den großen Weltmeeren ist das sehr wenig. Insgesamt nimmt in der Ostsee der Salzgehalt von West nach Ost und von Süd nach Nord ab.

Im Laufe der Zeit süßt die Ostsee außerdem immer mehr aus. Das liegt daran, dass sie von fast allen Seiten von Festland umgeben ist, von dem Flüsse mit Süßwasser in die Ostsee münden. Hinzu kommen Regen und Schnee. Salzwassernachschub gibt es nur aus der Nordsee, aber da die Verbindung zwischen Nord- und Ostsee recht klein und flach ist, sorgen nur Stürme für nennenswerte Einträge.

Anpassungen der Organismen

Tiere, die in der Ostsee leben, müssen mit dem geringen und sich gelegentlich ändernden Salzgehalt umgehen können. Salzwasserfische müssen mit niedrigeren Salzgehalten zurechtkommen, als eigentlich für sie optimal wäre und nur sehr wenige Süßwasserarten vertragen mehr Salz im Wasser als drei Promille. Süßwasserarten, die in der Regel mit weitaus weniger Salzgehalt als drei Promille nicht mehr gut zurecht kommen, leben deshalb vor allem in Flussmündungsbereichen oder weit im Nordosten, wo kaum noch Salzwasser hin gelangt.

Trotz allem – was für die Welt eine Seltenheit ist, ist in der Ostsee normal: Hier findet man sowohl bestimmte Salzwasserfische wie Heringe und Dorsche, aber auch gleichzeitig Süßwasserfische wie Barsche und Hechte.

Externe Quellen:

G. Rheinheimer (1996): Meereskunde der Ostsee. Springer-Verlag Berlin Heidelberg 

Die eiszeitlichen Gletscher, denen wir die Ostsee verdanken, haben den Meeresboden stark geprägt. Es gibt tiefe Becken und dazwischen liegende Schwellen. Das Wasser der Ostsee stammt aus drei Hauptquellen:

1) Einstrom aus der Nordsee

2) Flusswasserzufuhr (Das Einzugsgebiet, von dem aus Flüsse in die Ostsee münden, ist viermal größer als die Fläche der Ostsee!)

3) Niederschlag (Regen und Schnee)

Salzwasser ist schwerer als Süßwasser. Wenn Nordseewasser in die Ostsee „schwappt“, muss es zunächst die vorderen, westlichen Becken „auffüllen“, bevor es weiter nach Osten gelangt. Es bleibt wegen seines Gewichts auf dem Meeresboden und bildet dort einen eigenen Wasserkörper.

Zusätzlich zum Nordseewassereintrag strömt in noch deutlich größeren Mengen sehr viel Süßwasser in die Ostsee, das aus Flüssen und durch Regen und Schnee kommt. Es kommt so schnell so viel Süßwasser dazu, dass es sich gar nicht vollständig mit dem Salzwasser vermischen kann und deshalb nur leicht salzig wird. Weil dieses etwas brackige Süßwasser leichter ist als Nordseesalzwasser am Meeresboden, hat es im Laufe der Jahrhunderte einen zweiten Wasserkörper über dem Nordseewasser gebildet.

Zwischen ca. 60 und 80 Metern Tiefe liegt die ganzjährige Halokline, d.h. eine Salzgehaltssprungschicht. Derselbe Wasserabschnitt ist außerdem auch eine Temperatursprungschicht, Fachbegriff Thermokline. Tiefer als 80 Meter bleiben der Salzgehalt und die Temperatur also das ganze Jahr über in etwa gleich. In den Wasserschichten darüber bilden sich im Verlauf eines Jahres verschiedene weitere, kleinere Sprungschichten für den Salzgehalt und die Wassertemperatur aus, abhängig von der stattfindenden Durchmischung.

Zur Durchmischung des Wassers kommt hauptsächlich durch Wind und Wellen, sowie durch Wärmeaustausch. Kühlt Wasser an der Oberfläche ab, wird es schwerer und sinkt nach unten, wo der Wassermasse dann Platz gemacht werden muss. Das Wasser, das vorher „unten“ war, muss zur Seite oder nach oben ausweichen. Genauso kann wärmeres Wasser aus tieferen Schichten aufsteigen und Wasser in Oberflächennähe verdrängen. Das Wasser verschiedener Schichten kommt dabei in Bewegung und je nach Windstärke und Wärmefluss bildet sich eine unterschiedlich dicke, brackige Deckschicht des Ostseewassers, die in sich relativ gleich salzig und gleich warm ist.

Externe Quelle:

G. Rheinheimer (1996): Meereskunde der Ostsee. Springer-Verlag Berlin Heidelberg 

In der Ostsee liegt ein leichterer Brackwasserkörper über einem schwereren Salzwasserkörper. Das Salzwasser liegt auf dem Meeresboden und füllt dort viele Becken und Senken, die durch Schwellen voneinander getrennt sind. Weil sich die beiden Wasserkörper nur schlecht miteinander vermischen, kommt nur dann neues Wasser in die verschiedenen Becken des Meeresbodens, wenn Nordseewasser in die westlichsten Bodenbecken schwappt, diese zum Überlaufen bringt, das überlaufende Wasser in das nächste Becken gelangt, dieses wiederum überläuft und so weiter. Es kann also sehr lange dauern, bis am Meeresboden in der mittleren oder gar östlichen Ostsee „neues“ Wasser ankommt. Besonders, wenn man bedenkt, dass zum Beispiel das Bornholmbecken und das Danziger Becken rund 100 Meter tief sind, das Farötief, das Gotlandtief und das Landsorttief (tiefste Stelle der Ostsee mit -459 m) weit über 200 Meter.

Das bedeutet aber, dass das dort vorhandene Wasser sehr lange vor Ort ist. Während man von der Nordsee sagt, dass ein Tropfen Wasser, der in sie hinein fließt, nach etwa zwei Jahren die Nordsee wieder verlässt, liegt die Verweildauer des Wassers in der Ostsee bei 25 bis 35 Jahren! Und es dauert 60 Jahre, bis das gesamte Wasser der Ostsee einmal ausgetauscht wurde.  

Die meisten Lebewesen auf unserer Erde sind auf Sauerstoff zum Überleben angewiesen. In Meeren, Seen und Flüssen wird der Sauerstoff vom Wasser transportiert. Gibt es lange keinen Wasseraustausch, was in den tieferen Becken der Ostsee häufiger der Fall ist, ist irgendwann der vorhandene Sauerstoff aufgebraucht. Und das heißt? Richtig! Dann können die meisten Lebewesen dort nicht mehr leben. Sogenannte „Salzwassereinbrüche“, die gelegentlich sauerstoffreiches Nordseewasser in die Ostsee und deren Becken bringen, sind demnach sehr wichtig für die tieferen Bereiche der Ostsee.

Unterhalb der ganzjährig vorhandenen Salzgehaltssprungschicht und der Temperatursprungschicht in 60 – 80 m Tiefe und besonders in Bodennähe haben sich vor allem Organismen angesiedelt, die davon leben, dass sie totes organisches Material abbauen. Schwämme, einige Würmer und Schnecken ernähren sich beispielsweise von abgestorbenen Algenzellen, die nach einer Planktonblüte zu Boden sinken. Dieser abbauende Stoffwechsel verbraucht viel Sauerstoff. Allerdings findet er in einer Wasserregion statt, in der kaum durch Primärproduktion oder Austausch mit der Wasseroberfläche neuer Sauerstoff nachgeliefert wird. Sinkt der Sauerstoffgehalt unter zwei Milligramm pro Liter, ist kein auf Sauerstoff angewiesenes Leben mehr möglich und man spricht von „toten Zonen“. Nur bestimmte Bakterienarten fühlen sich dann noch wohl.

Leider werden durch uns Menschen unnatürlich viele Nährstoffe in die Meere eingeleitet, die in sauerstoffreichen Wasserschichten vor allem zu einem hohen Planktonwachstum und in der Folge auch zu einer hohen Menge abgestorbener Algen führen, welche in die tieferen Wasserbereiche absinken und dort zu einer vermehrten Sauerstoffzehrung führen. In der Ostsee gelten inzwischen 10 bis 20 Prozent als Todeszone. 

Nicht nur in der Tiefe, auch im Flachwasser kann es in der Ostsee zu Sauerstoffmangel kommen. Dies betrifft vor allem die Bodden, die kaum tiefer sind als drei Meter. Durch sehr nährstoffreiches Wasser und geeignete Temperaturen kommt es hier zu saisonalen Planktonblüten. Das bedeutet, dass sich Algenarten rasant vermehren. Unter Lichteinfall betreiben sie Photosynthese und produzieren Sauerstoff.  Doch sobald so viele Algen vorhanden sind, dass sie sich gegenseitig beschatten, beginnen die Algen der untersten Wasserschichten abzusterben und auf den Boden zu sinken. Zooplankton und kleine Fische, die bisher wie im Schlaraffenland Phytoplankton unter Sauerstoffverbrauch gefressen und zur eigenen Vermehrung verwendet haben, befindet sich zwar weiterhin im Nahrungsüberfluss, aber der im Wasser vorhandene Sauerstoff ist nun begrenzt. Durch den Stoffwechsel der im Wasser lebenden Organismen und vor allem durch den Abbau der abgestorbenen Algen wird so lange vom noch vorhandenen Sauerstoff gezehrt, bis dieser aufgebraucht ist. Der Gasaustausch zwischen Wasser und Luft reicht nicht aus, um genügend Nachschub zu liefern. Die Folge ist akuter Sauerstoffmangel. Die auf Sauerstoff angewiesenen Lebewesen sterben und es stinkt nach faulen Eiern, da einige Bakterien bei der sauerstofffreien Atmung Schwefelwasserstoff abgeben. Erst, wenn der Wind das Flachwasser wieder gründlich durchmischt und vermehrter Wasseraustausch mit der offenen Ostsee stattfindet, können wieder auf Sauerstoff basierende Verhältnisse einkehren. 

Sowohl der Sauerstoff- als auch der Salzgehalt schränken in der Ostsee den Lebensraum für verschiedene Tier- und Pflanzenarten ein. Einige Arten kommen mit wenig Sauerstoff aus und können deshalb in tieferen Bereichen der Ostsee überleben. Andere Arten können nur in bestimmten Bereichen der Ostsee vorkommen, abhängig von den jeweiligen Verhältnissen. So können zum Beispiel Fische wie der Dorsch, die in tieferem Wasser laichen, nur in regelmäßig mit frischem Salzwasser versorgten Gebieten laichen, weil ihr Nachwuchs genügend Salz und Sauerstoff für eine erfolgreiche Entwicklung benötigt. Außerdem weichen einige Arten, die eigentlich im Flachwasser vorkommen, in tiefere Wasserschichten mit salzhaltigerem Wasser aus.

Der Stress, der für verschiedene Tiere durch die unterschiedlichen Gehalte an Sauerstoff und Salz im Wasser erzeugt wird, kann neben der Einschränkung des Lebensraums auch direkte Effekte auf sie haben. Zum Beispiel sind Brackwasserherzmuscheln (Cerastoderma glaucum) in der Ostsee kleiner als in der Nordsee oder dem Mittelmeer. Andere Tiere wie beispielsweise die Miesmuschel (Mytilus edulis) können neben ihrer eigentlichen Körpergröße auch ihre eigentliche Schalendicke nicht mehr erreichen. Während man entlang der Nordsee feste, große Schalen am Strand findet, stößt man entlang der Ostsee von West nach Ost auf immer kleinere und dünnere Schalen. Reproduktionsabläufe diverser Tiere können ebenfalls durch den Salz- und Sauerstoffstress gestört sein.

Neue, der Ostsee fremde Arten, die sich in die Ostsee verirren oder gelegentlich durch Ballastwasser von Schiffen oder durch Urlauber eingeschleppt werden, haben es durch die hiesigen Bedingungen meist schwer, sich dauerhaft anzusiedeln. Ausnahmen gibt es natürlich trotzdem, zum Beispiel der Borstenwurm Marenzellaria viridis und die Meereswalnuss (Mnemiopsis leidyi), eine Rippenqualle. 

Außer in den Polarmeeren kommt es kaum vor, dass Meere im Winter gefrieren. In der Ostsee ist aber es keine Seltenheit, dass besonders die östlichen Meeresarme und die flachen Küstenabschnitte im Winter von einer Eisschicht bedeckt sind. Hintergründe sind zum einen die nördliche Lage und damit kalte Temperaturen im Winter, zum anderen der geringe Salzgehalt des Wassers. Um die Winter überleben zu können, müssen sich Pflanzen und Tiere einiger Ostseeregionen darauf einstellen, von Eis bedeckt oder sogar umgeben zu werden.