Noch nie seit Beginn der Aufzeichnungen 1886 lag der Pegel der Ostsee so tief wie derzeit. Wissenschaftler vom Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde (IOW) gehen davon aus, dass ein großer Salzwassereinbruch aus der Nordsee in die Ostsee kurz bevorsteht. Etwas, was dem Baltischen Meer bitter Not tun würde, denn das kämpft mit Eutrophierung: In seinen Tiefen gibt es ganze Bereiche ohne Sauerstoff, höheres Leben ist nicht mehr möglich. Mit dem salzigen, schweren Wasser würde auch wieder mehr O2 dorthin gelangen. Der "Major Baltic Inflow" könnte nun zeigen, dass sich die jahrzehntelangen Umweltmaßnahmen der Anrainerstaaten gelohnt haben, hofft Michael Naumann, physikalischer Ozeanograf am IOW.
GEO: Vergangene Woche haben Sie ein Rekordtief verzeichnet: Der Ostseepegel lag 67 Zentimeter tiefer als normal, so tief wie noch nie seit Beginn der Aufzeichnungen. Ist er noch weiter gesunken?
Dr. Michael Naumann: Nein, der ist stabil. Vom Strand aus kann man den Tiefstand übrigens nicht sehen: Wer mit seinem Hund in Warnemünde spazieren geht, wird wohl denken, wir veräppeln ihn. Die Buhnen sind noch genauso von Wasser umgeben.
Wieso ist das so?
Man muss sich das vorstellen wie eine Badewanne: Wenn das Wasser darin hin- und herschwappt, bekommt man an den Rändern einen Stau, an dem das Wasser steigt und fällt. In der Mitte aber bleibt das Niveau ungefähr gleich. Das ist der Grund, warum wir den Pegel in der Mitte der Ostsee bestimmen, an der schwedischen Messstation Landsort-Norra, um den generellen Füllstand zu beschreiben. Den Aus- und Einstrom messen wir in der Beltsee, die das Kattegat mit der Ostsee verbindet. Ein Punkt liegt im Norden, einer im Süden. Aus der Pegeldifferenz zwischen beiden Orten können wir den Wert berechnen: Läuft es noch raus, läuft es schon rein, wann kippt es, wann ist es ausgeglichen?
Und wie ist die Lage im Moment: Wann könnte der Salzwassereinbruch in die Ostsee beginnen?
Das ist noch entspannt. Wir sehen weiterhin eine Kontinentalwetterlage: Der Wind ist die nächsten etwa neun Tage ostdominiert, auch wenn er bei uns im Süden etwas eingeschlafen ist. Aber im Norden am Skagerrak wird das Nordseewasser weiter zurückgehalten und das Ostseewasser herausgetrieben.
Ost- und Nordsee tauschen permanent Wasser aus. Unter welchen Bedingungen kommt es zu großen Salzwassereinbrüchen in die Ostsee?
Mein Vorgänger hat mir mal gesagt: Ab 20 Zentimeter Pegelniedrigstand musst du alle Alarmglocken anstellen, dann passt genug Wasser hinein für einen großen Salzwassereinbruch. Jetzt haben wir über 60, das hatten wir zuletzt vor 46 Jahren. Wir wissen auch, wie viel Wasser im Moment in der Ostsee fehlt: 275 Kubikkilometer.
Ab wann spricht man von einem Major Baltic Inflow?
Wenn wir eine Gigatonne Salz oder mehr erreichen, das mit dem Wasser in einer Front über die Darßer Schwelle drückt. Wie salzig das Wasser sein wird, hängt davon ab, wie sich der Wind entwickelt. Ob wir Stürme bekommen.
Können Sie das näher erläutern?
Wenn jetzt die Wetterlage auf maritimes Klima zurückschwingt, also auf unsere typischen drei Grad nasskalt, dann sollte es auch eine Menge Wind geben, wie es normal ist für die Jahreszeit. Die entscheidende Situation: Ob nur ein Sturm aufkommt, oder gleich zwei oder drei, wenn also mehrere Wochen Wind ohne Pause herrscht. Zuerst schiebt der Wind das Wasser mit geringem Salzgehalt zurück, das gerade aus der Ostsee rausgeschoben wurde. Es ist nun vielleicht etwas salziger, weil es sich schon ein bisschen vermischt hat. Aber es ist noch nicht das richtige Salzwasser der Nordsee mit einem Mittelwert von 33 Gramm pro Kilogramm. Was wir gerne hätten, wären mehr als 17 Gramm je Kilogramm.
Wieso ist der Salzgehalt so wichtig?
Ab diesem Wert wissen wir: Das reicht aus, damit das eingeflossene Wasser auch am Boden der Ostsee ankommt. Salziges Wasser ist schwerer und gelangt in tiefere Schichten. Um noch im Gotlandbecken so weit absinken zu können, muss der Salzgehalt dort bei etwa 14 Gramm je Kilogramm liegen. Außerdem haben wir Februar, das Wasser ist kalt und kann mehr Sauerstoff aufnehmen. In kaltem Wasser ist auch weniger Biologie aktiv. Das heißt, auf dem langen Transportweg – das sind 1000 Seemeilen –, werden weniger Plankton oder andere Organismen mitgeschliffen, die den Sauerstoff die ganze Zeit sozusagen stückchenweise verbrauchen. Kaltes, salziges, sauerstoffreiches Wasser ist genau das, was wir uns am Ostseeboden wünschen.
Denn dort liegen die "Todeszonen".
Wir nennen sie anoxische Zonen. Sie machen fast ein Drittel der Meeresgrundfläche der Ostsee aus. Dort gibt es eigentlich keinen Sauerstoff mehr und damit auch kein höheres Leben. Die Ostsee ist generell stark eutrophiert, unter anderem, weil wir lange Zeit aus der Landwirtschaft versickerte Nährstoffe über das Grundwasser und Zuflüsse hineingeleitet haben, die sich ablagern. Mikroorganismen zersetzen sie und verbrauchen dabei den Sauerstoff. Aber das Angebot an Nährstoffen ist einfach zu groß. Das ist so, als hätte man einen riesigen Topf Nudeln gekocht, aber es sind zu wenige Kinder da, um ihn aufzuessen. Dann bleibt der volle Topf einfach stehen. Gelangt jetzt das salzige, kalte, sauerstoffreiche Wasser dorthin, kurbelt es die Bodenbelüftung und die Zersetzung von abgestorbenem organischen Material an. Ist das einströmende Wasser aber nicht salzig genug, kann es nicht bis auf den Boden sinken, sondern mischt nur die mittlere Wassersäule auf. Dann kann der Sprottenschwarm vielleicht bis auf 100 Meter hinunter statt bis auf 70, aber tiefer nicht.
Wie groß kann der Effekt eines großen Salzwassereinbruchs eigentlich sein? Kann er eine anoxische Zone wiederbeleben?
Auf der Grafik des letzten großen Einstromereignisses von 2014 sieht man: Es gelangte Sauerstoff hinunter, aber seine Wirkung hielt nur ein halbes Jahr. Sobald ein bisschen Sauerstoff unten ankommt, werden Mikroorganismen aktiv und verstoffwechseln ihn, aber Lebensräume für Krebse lassen sich nicht so schnell neu schaffen. Ein Einzelereignis, wie es jetzt ansteht, ändert die chemischen Stoffkreisläufe, nicht die ökologische Situation insgesamt. Aber es gibt uns die Chance, das große Ganze zu sehen.
Wie meinen Sie das?
Seit den 1990er-Jahren reduzieren die Anrainerstaaten die Nährstoffe in der Landwirtschaft im Sinne der Helsinki-Kommission erheblich. Aber bisher sehen wir keine Veränderung, einfach weil der Topf – um in dem Bild zu bleiben – noch aus den 1960ern und 70ern so "voller Nudeln" ist. Der Wasserkreislauf der Ostsee braucht 30 Jahre, um einmal das gesamte Volumen auszutauschen. Ökosystemmodellierer gehen davon aus, dass man vor 2050 oder 2060 keine großen Effekte durch die Umweltmaßnahmen beobachten wird. Mit dem Einstromereignis können wir aber zeigen, wie die Altlasten stückchenweise abgetragen werden. Und dass eine Dauerwirkung vielleicht doch früher eintritt als gedacht. Für mich ist deshalb die große Forschungsfrage, wie lange der Sauerstoff in den tiefen Schichten diesmal halten wird.
Kann man den Salzwassereinbruch beobachten?
Vom Strand aus geht das schlecht. Außer durch eine Schmeckprobe: Wenn man den Finger ins Meer steckt, schmeckt man es deutlich, wenn das Ostseewasser auf einmal 20 Gramm Salz statt 14 pro Kilogramm hat. Sie können aber auch unsere wachenden Augen besuchen, Dauermessstationen, die wir im Auftrag des Bundesamtes für Seeschifffahrt entwickeln und betreiben: Im Internet liefern diese MARNET-Stationen Daten von der Darßer Schwelle und der Arkonasee. Auf dem Diagramm mit dem Salzgehalt in unterschiedlichen Tiefen sieht man genau, wenn das Wasser stark strömt. Dann liegen die Linien alle übereinander. In der letzten Woche zum Beispiel sieht man so, wie das Wasser aus der Ostsee herausgeströmt ist. Auf diese Grafik schaue ich jeden Tag. Genau wie Sie oder die Leser jetzt vielleicht auch.
