Süßwassereintrag

Süßwassereintrag ins Meer (engl. Freshwater Inflow) bezeichnet den Zufluss von Wasser mit niedrigem Salzgehalt aus terrestrischen und atmosphärischen Quellen in die salzigen Ozeane. Dieser Prozess ist ein zentraler Bestandteil des globalen Wasserkreislaufs und spielt eine wichtige Rolle für die physikalische, chemische und biologische Struktur der Küstenmeere und des offenen Ozeans. Die Hauptquellen sind Flüsse, schmelzende Gletscher und Eisschilde, direkter Niederschlag (Regen) und Grundwasserabfluss.

1. Flüsse: Dies ist der sichtbarste und volumenreichste Eintragspfad. Flüsse transportieren nicht nur Süßwasser, sondern auch große Mengen an gelösten Stoffen (Sedimente, Nährstoffe, organische Kohlenstoffverbindungen und Schadstoffe) aus den Einzugsgebieten der Kontinente ins Meer. Der Eintrag erfolgt meist punktuell an Mündungen und bildet dort sogenannte Flusswasserfahnen (engl. River Plumes) aus.^[1][2]
2. Gletscher- und Eisschildschmelze: Das Abschmelzen von kontinentalen Gletschern und Eisschilden (z. B. in Grönland und der Antarktis) führt zu einem massiven Eintrag von sehr kaltem und oft sedimentreichem Süßwasser. Dieser Eintrag ist häufig saisonal (im Sommer) geprägt und kann großräumige Strömungssysteme beeinflussen. Das Schmelzwasser von Grönlandeis kann etwa die Tiefenwasserbildung im Nordatlantik erschweren und damit potenziell Auswirkungen auf das globale Förderband (die AMOC) haben.
3. Direkter Niederschlag (Regen): Regen fällt direkt auf die Meeresoberfläche und verdünnt lokal die oberste Wasserschicht. Obwohl dieser Eintrag räumlich verteilt und weniger konzentriert ist, kann er besonders während starker Niederschlagsereignisse wie Hurrikanen oder Monsunregen signifikant sein und zu einer vorübergehenden, großflächigen Stratifizierung (Schichtung) der oberen Ozeanschicht führen.
4. Grundwasser: Der submarine Grundwasserabfluss (engl. Submarine Groundwater Discharge, SGD) ist ein oft unterschätzter, aber wichtiger Pfad. Süßwasser sickert unterirdisch durch poröse Gesteinsschichten und tritt am Meeresboden, oft weit vor der Küste, aus. Dieser Eintrag kann stark mit Nährstoffen und anderen gelösten Stoffen angereichert sein und hat einen direkten Einfluss auf die Chemie des Porenwassers und der bodennahen Wasserschicht.^[3]

Süßwassereinträge sind von erheblicher Bedeutung für die Küstenökosysteme und die globale Ozeanographie:

• Dichteschichtung und Durchmischung: Süßwasser ist leichter als Salzwasser und bildet eine stabile Deckschicht auf dem Ozean. Diese Schichtung (Stratifikation) unterdrückt die vertikale Durchmischung, was die Zufuhr von Nährstoffen aus tieferen Schichten an die Oberfläche (Auftrieb) verringern kann. Andererseits können die Fronten von Flusswasserfahnen lokale, intensive Durchmischungszonen schaffen.^[1][4]

• Nährstoffzufuhr und Primärproduktion: Flüsse sind die Hauptlieferanten für Nährstoffe (Stickstoff, Phosphor, Silizium) in Küstengewässern. Diese düngen das Wasser und führen zu hoher phytoplanktonischer Primärproduktion, die die Basis des marinen Nahrungsnetzes bildet.^[5] Ein Übermaß an Nährstoffen (Eutrophierung) kann jedoch zu Algenblüten und Sauerstoffmangelzonen („Todeszonen“) am Meeresboden führen.

• Sedimenttransport und Morphologie: Eingetragene Sedimente trüben das Wasser (erhöhte Turbidität), was das Lichtklima und damit die Photosynthese von Algen und Seegras beeinflusst. Langfristig lagern sich Sedimente ab und formen Deltas, Sandbänke und ganze Küstenlinien neu.

• Klimarelevanz: Süßwassereinträge beeinflussen die ozeanische Zirkulation, die ein wichtiger Regulator des globalen Klimas ist. Große Mengen Schmelzwasser können die Bildung von Tiefenwasser behindern und so die großräumige Umwälzzirkulation abschwächen. Zudem transportieren Flüsse gelösten organischen Kohlenstoff (DOC) ins Meer, der teils im Ozean gespeichert wird (Blaue Kohlenstoffsenke).

Der Klimawandel verändert die Muster der Süßwassereinträge erheblich:

• Veränderte Niederschlagsmuster führen zu stärkeren saisonalen Abflussschwankungen in Flüssen.
• Die beschleunigte Gletscherschmelze erhöht den Süßwassereintrag in subpolaren und polaren Regionen.
• Der steigende Meeresspiegel kann den Grundwassereintrag modifizieren und den Rückstau in Flussmündungen verstärken.

Die Überwachung und das Verständnis dieser Süßwassereinträge sind daher für die Vorhersage der zukünftigen Entwicklung von Küstenökosystemen und des ozeanischen Klimasystems insgesamt von großer Bedeutung.

• Wasserkreislauf
• Ozean
• Gletscherschwund seit 1850
• Meeresspiegelanstieg seit 1850

1. ↑ ^{a b} Alexander R. Horner-Devine, Robert D. Hetland and Daniel G. MacDonald (2015): Mixing and Transport in Coastal River Plumes. In: Annual Review of Fluid Mechanics, Band 47 (2015), S. 569–594. DOI:10.1146/annurev-fluid-010313-141408.
2. ↑ Jonathan A. Warrick, Katherine L. Farnsworth (2017): Coastal river plumes: Collisions and coalescence. In: Progress in Oceanography, Band 151 (2017), S. 245–260. DOI:10.1016/j.pocean.2016.11.008.
3. ↑ Hemanth Vundavilli, Julia C. Mullarney, Iain T. MacDonald (2024): The Influence of River Plume Discharge and Winds on Sediment Transport into a Coastal Mangrove Environment. In: Estuaries and Coasts, Band 47 (2024), S. 1236–1254. DOI:10.1007/s12237-024-01367-2.
4. ↑ Tao Wang, Roy Barkan, James C. McWilliams, M. Jeroen Molemaker (2021): Structure of Submesoscale Fronts of the Mississippi River Plume. In: Journal of Physical Oceanography, Band 51 (2021), Ausgabe 4, S. 1113–1131. DOI:10.1175/JPO-D-20-0191.1.
5. ↑ Qian P. Li, Weiwen Zhou, Yinchao Chen, Zhengchao Wu (2018): Phytoplankton response to a plume front in the northern South China Sea. In: Biogeosciences, Band 15 (2018), Ausgabe 8, S. 2551–2563. DOI:10.5194/bg-15-2551-2018.