Salzwassereinstrom

Ein Salzwassereinstrom oder Salzwassereinbruch – im internationalen Kontext als „Major Baltic Inflow“ (MBI) bezeichnet – ist ein ozeanographisches Großereignis, bei dem große Mengen hochsalinen Wassers aus der Nordsee durch die Dänischen Meerengen in die Ostsee eindringen und dort tiefreichende Wasserschichten erneuern.[1] Diese sporadischen Ereignisse sind für das ökologische Gleichgewicht der Ostsee von zentraler Bedeutung, da sie die einzige Quelle für die Belüftung der Tiefenwasserschichten in den zentralen Ostseebecken darstellen.[2]

Entstehungsbedingungen

Die Bildung eines Salzwassereinstroms erfordert eine spezifische, relativ seltene Abfolge von Wetterbedingungen. Zunächst müssen über einen Zeitraum von 20 bis 30 Tagen anhaltende östliche und südöstliche Winde vorherrschen, die zu einem Absinken des Wasserstandes in der Ostsee führen.[3] Vor dem eigentlichen Einstromereignis liegt der Wasserspiegel der Ostsee typischerweise etwa 26 Zentimeter unter dem Normalstand. Anschließend folgt eine etwa einmonatige Phase mit kräftigen westlichen Winden, während derer der Wasserspiegel im Kattegat ansteigt und Druckunterschiede das salzreiche Wasser der Nordsee durch die schmalen Dänischen Meerengen in die Ostsee pressen.[4] Diese Wettersequenzen treten bevorzugt im Winter und zeitigen Frühjahr auf.[5]

Hydrographische Charakteristik

Ein Salzwassereinstrom gilt als solcher, wenn für mindestens fünf Tage ein starker Überstrom salzreichen Wassers über die Querschnitte der Darßer Schwelle (Beltsee) und der Drogden-Schwelle (Öresund) erfolgt.[6] Während dieser Zeit wird die Salzgehaltsschichtung in den Schwellenbereichen nahezu vollständig zerstört. Das eindringende Wasser ist aufgrund seiner höheren Dichte schwerer als das Brackwasser der Ostsee und sinkt daher zu Boden, wo es als bodennahe Strömung in die zentralen Becken vordringt.[7]

Während des gesamten Einstromprozesses steigt der Wasserspiegel der Ostsee im Durchschnitt um etwa 59 Zentimeter an, wobei 38 Zentimeter während der Vorbereitungsphase und 21 Zentimeter während des eigentlichen Salzwassereinstroms erfolgen. Das Einstromereignis selbst dauert typischerweise 7 bis 8 Tage.[4]

Bei besonders starken Ereignissen gelangen mehr als 100 Kubikkilometer stark salzhaltigen Wassers in die Ostsee, während schwächere MBIs im Durchschnitt etwa 70 Kubikkilometer betragen.[4] Die Transportzeit des salzreichen Wassers vom Kattegat in die westliche Ostsee beträgt etwa 1 bis 3 Tage durch den Öresund und 1 bis 2 Wochen über die längere Route durch Großen Belt, Fehmarnbelt und Mecklenburger Bucht.[8]

Neuere Forschungen zeigen, dass Salzwassereinströme in zwei unterschiedlichen „Varianten“ auftreten können:[9] salzreichere Einströme, die hauptsächlich Wasser atlantischen Ursprungs transportieren und durch moderate Hochdrucksysteme über der Ostsee vorbereitet werden, sowie salzärmere Einströme, die durch ausgeprägte Hochdrucksysteme vorkonditioniert werden und barotropische Druckgradienten über den Dänischen Meerengen aufbauen.

Ausbreitung und Vermischung

Nach dem Passieren der Dänischen Meerengen breitet sich das salzreiche Wasser in der Arkonasee aus, wo intensive Mischungsprozesse stattfinden.[7] Von dort setzt sich die Ausbreitung in die östlichen Becken der zentralen Ostsee fort. Die Dynamik dieser Ausbreitung ist komplex und wird durch die Beckengeometrie, Bodenströmungen und die Bildung von zyklonalen Wirbeln beeinflusst.[10] Die Auswirkungen können sich bis in den Finnischen Meerbusen erstrecken, wobei dort das eindringende Salzwasser das alte, sauerstoffarme Tiefenwasser verdrängen kann.[11]

Historische Entwicklung und Häufigkeit

Zwischen 1897 und 1976 wurden etwa 90 Salzwassereinströme beobachtet, was einer durchschnittlichen Häufigkeit von etwa einem Ereignis pro Jahr entspricht[4] Gelegentlich treten auch mehrjährige Perioden ohne Salzwassereinströme auf. Große Einströme, die eine wirksame Erneuerung des Tiefenwassers bewirken, ereignen sich im Durchschnitt nur etwa einmal pro Jahrzehnt.

Zu den außergewöhnlich starken Ereignissen zählen die Salzwassereinströme von 1897 (330 km³), 1906 (300 km³), 1922 (510 km³) und 1951 (510 km³). Nach 1980 schien zunächst ein deutlicher Rückgang der MBI-Häufigkeit eingetreten zu sein, was zu langanhaltenden Stagnationsperioden im Tiefenwasser führte. Neuere Untersuchungen haben dieses Bild jedoch korrigiert: Nach dem Ende regelmäßiger Salzgehaltsmessungen durch das Feuerschiff Gedser Rev im Belt im Jahr 1976 blieb das Bild der Einströme zunächst unvollständig.[12] Eine am Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde erstellte aktualisierte Zeitreihe, die auf direkten Transportdaten von der Darßer Schwelle basiert und die Beobachtungslücken schließt, zeigt keinen eindeutigen Wandel in der Häufigkeit oder Intensität der Salzwassereinströme mehr.

Die Ausbreitung des Wassers kann über Monate andauern und verschiedene Becken der Ostsee erreichen, wie Studien zur Ausbreitung in den Finnischen Meerbusen gezeigt haben.[11] Zudem verändert der Zufluss die Nährstoffverhältnisse und kann die marine Nahrungskette beeinflussen.

Bedeutende Ereignisse der jüngeren Vergangenheit

Nach einer etwa zehnjährigen Stagnationsperiode ereignete sich im Dezember 2014 ein außergewöhnlich starker Salzwassereinstrom, der mit einem Einstromvolumen von 198 km³ und einem Salztransport von 4 Gigatonnen als drittgrößtes Ereignis seit Beginn der systematischen Erfassung um 1880 eingestuft wurde.[2] Diesem Ereignis folgten weitere mittelgroße Einströme in den Jahren 2015 und 2016.

Im Dezember 2023 wurde ein weiteres MBI von moderater Stärke beobachtet.[13] Dieses Ereignis konnte erstmals auch mittels innovativer Satellitenaltimetrie der SWOT-Mission direkt erfasst werden, die den mit dem Einstrom verbundenen Meeresspiegelgradienten zwischen Kattegat und westlicher Ostsee sichtbar machte. Ende 2024 ereigneten sich zwei kleinere Einströme mit relativ hohem Salzgehalt und guter Sauerstoffsättigung, die die Sauerstoffsituation in der südlichen Ostsee verbessern konnten.[14]

Ökologische Bedeutung

Salzwassereinströme sind von entscheidender Bedeutung für die Sauerstoffversorgung der Tiefenwasserschichten der Ostsee. Das eindringende Wasser ist in der Regel gut mit Sauerstoff gesättigt und kann sauerstofffreie (anoxische) Bedingungen in den Tiefenbecken (Gotland-, Bornholm- und Danziger Becken) durchbrechen.[15] Ohne regelmäßige Erneuerung des Tiefenwassers durch Salzwassereinströme kommt es zur Ausbreitung von Sauerstoffmangel und zur Bildung von Schwefelwasserstoff, was gravierende Folgen für die marine Lebewelt und biogeochemische Kreisläufe hat.[16] Die zunehmende Eutrophierung der Ostsee in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts hat die Problematik verschärft und zu einer zeitlichen und räumlichen Ausweitung suboxischer und anoxischer Bedingungen in den tiefen Becken geführt.

Klimawandel und zukünftige Entwicklung

Die Auswirkungen des Klimawandels auf die Häufigkeit und Intensität von Salzwassereinströmen sind Gegenstand aktueller Forschung. Während frühere Untersuchungen einen möglichen Rückgang der MBI-Häufigkeit nahelegten, deuten neuere Modellstudien auf einen leichten Anstieg der Ereignisse bei zunehmender Erderwärmung und steigendem Meeresspiegel hin.[17] Regionale Veränderungen in der Saisonalität der Salzwassereinströme können zu unerwarteten Erwärmungstrends in der westlichen Ostsee führen.[18]

Einzelnachweise

  1. ↑ Salzwassereinbruch - Januar 2003 IOW-Website, abgerufen am 19. November 2025.
  2. ↑ a b V. Mohrholz, M. Naumann, G. Nausch, S. Krüger, U. Gräwe (2015): Fresh oxygen for the Baltic Sea — An exceptional saline inflow after a decade of stagnation. In: Journal of Marine Systems, Band 148 (2015), S. 152–166. doi:10.1016/j.jmarsys.2015.03.005.
  3. ↑ Hans Ulrich Lass, Wolfgang Matthäus (1996): On temporal wind variations forcing salt water inflows into the Baltic Sea. In: Tellus, Band 48A, Ausgabe 5, S. 663–671. doi:10.1034/j.1600-0870.1996.t01-4-00005.x.
  4. ↑ a b c d Wolfgang Matthäus, Herbert Franck (1992): Characteristics of major Baltic inflows - a statistical analysis. In: Continental Shelf Research, Band 12 (1992), Ausgabe 12, S. 1375–1400. doi:10.1016/0278-4343(92)90060-W.
  5. ↑ Holger Schinke, Wolfgang Matthäus (1998): On the causes of major Baltic inflows — an analysis of long time series. In: Continental Shelf Research, Band 18 (1998), Ausgabe 1, S. 67–97. doi:10.1016/S0278-4343(97)00071-X.
  6. ↑ Hartmut Fischer, Wolfgang Matthäus (1996): The importance of the Drogden Sill in the Sound for major Baltic inflows. In: Journal of Marine Systems, Band 9 (1996), Ausgabe 3–4, S. 137–157. doi:10.1016/S0924-7963(96)00046-2.
  7. ↑ a b Hans Ulrich Lass, Volker Mohrholz (2003): On the dynamics and mixing of inflowing saltwater in the Arkona Sea. In: Journal of Geophysical Research: Oceans, Band 108, Ausgabe C2. doi:10.1029/2002JC001465.
  8. ↑ Jan Piechura, Agnieszka Beszczynska-Moeller (2004): Inflow waters in the deep regions of the southern Baltic Sea - Transport and transformations. In: Oceanologia, Band 4 (2004), Ausgabe 4, S. 113–141. PDF.
  9. ↑ Ulrike Löptien, Matthias Renz, Heiner Dietze (2025): Major Baltic Inflows come in different flavours. In: Communications Earth & Environment, Jahrgang 6 (2025), Artikel 232. doi:10.1038/s43247-025-02209-0.
  10. ↑ Peter L. Holtermann, Ralf Prien, Michael Naumann, Volker Mohrholz, Lars Umlauf (2017): Deep-water dynamics and mixing processes during major inflow events in the central Baltic Sea. In: Journal of Geophysical Research: Oceans, Band 122 (2017), Ausgabe 8, S. 6648–6667. doi:10.1002/2017JC013050.
  11. ↑ a b Taavi Liblik, Michael Naumann, Pekka Alenius, Martin Hansson, Urmas Lips, Günther Nausch, Laura Tuomi, Karin Wesslander, Jaan Laanemets, Lena Viktorsson (2018): Propagation of Impact of the Recent Major Baltic Inflows From the Eastern Gotland Basin to the Gulf of Finland. In: Frontiers in Marine Science, Band 5, Artikel 222. doi:10.3389/fmars.2018.00222.
  12. ↑ Volker Mohrholz (2018): Major Baltic Inflow statistics – revised. In: Frontiers in Marine Science, Band 5, Artikel 384. doi:10.3389/fmars.2018.00384.
  13. ↑ Kaveh Purkiani, Kerstin Jochumsen, Jens‑Georg Fischer (2024): Observation of a moderate major Baltic Sea inflow in December 2023. In: Scientific Reports, Jahrgang 14 (2024), Artikel 16577. doi:10.1038/s41598-024-67328-8.
  14. ↑ Winterstürme als Atemhilfe - Neuer großer Salzwassereinstrom in die Ostsee? GEOMAR-Website, abgerufen am 19. November 2025.
  15. ↑ Thomas Neumann, Hagen Radtke, Torsten Seifert (2017): On the importance of Major Baltic Inflows for oxygenation of the central Baltic Sea. In: Journal of Geophysical Research: Oceans, Band 122 (2017), Ausgabe 2, S. 1090–1101. doi:10.1002/2016JC012525.
  16. ↑ Carl Rolff, Jakob Walve, Ulf Larsson, Ragnar Elmgren (2022): How oxygen deficiency in the Baltic Sea proper has spread and worsened: The role of ammonium and hydrogen sulphide. In: Ambio, Band 51, S. 2308–2324. doi:10.1007/s13280-022-01738-8.
  17. ↑ H. E. Markus Meier, Frank Kauker (2003): Modeling decadal variability of the Baltic Sea: 2. Role of freshwater inflow and large-scale atmospheric circulation for salinity. In: Journal of Geophysical Research, Band 108, Ausgabe C11. doi:10.1029/2003JC001799.
  18. ↑ L. Barghorn, H. E. M. Meier, H. Radtke (2023): Changes in seasonality of saltwater inflows caused exceptional warming trends in the western Baltic Sea. In: Geophysical Research Letters, Band 50 (2023), Ausgabe 2, Artikel e2023GL103853. doi:10.1029/2023GL103853.
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