2018 – ein Rekordsommer? Ob er das tatsächlich wird, müssen Wetterdaten noch beweisen. Doch sicher ist: Seit Wochen ist es außerordentlich warm und trocken in Deutschland. Und das hat Folgen für Meere, Seen und Flüsse. Und zwar sowohl für alles, was darin lebt – als auch für all jene, die darin baden wollen. In Ostseebädern und an vielen Badeseen trüben Algen das Wasser. Vielerorts wird von sterbenden Fischen berichtet – mehrere Tonnen wurden allein in Hamburg angeschwemmt. Und die Wassertemperaturen steigen weiter. Rita Adrian vom Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei erklärt, was passiert, wenn ein See "umkippt", und womit wir rechnen müssen, falls es so heiß bleibt.

ZEIT ONLINE: Frau Adrian, Ihr Institut liegt direkt am Berliner Müggelsee, einem beliebten Ausflugsziel. Ihren Haussee beobachten Sie schon seit 40 Jahren. Was ist dort aktuell los?

Rita Adrian ist Professorin am Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei in Berlin und leitet die Abteilung Ökosystemforschung. Sie forscht zu Langzeit- und Klimafolgen in Seen. An der Freien Universität Berlin lehrt sie Gewässerökologie. © David Ausserhofer/IGB

Rita Adrian: In diesem heißen Sommer messen wir hier extrem hohe Wassertemperaturen bis zu 30 Grad Celsius. Vergangene Woche waren es morgens schon 28 Grad in der oberen Wasserschicht. Nicht nur der Müggelsee, auch andere Seen in Deutschland haben sich stark erwärmt. Je größer das Gewässer, desto langsamer heizt es sich auf, aber selbst in größeren Seen ist die obere Schicht des Wassers derzeit ungewöhnlich warm.

ZEIT ONLINE: Welche Folgen hat das?

Adrian: Das thermische Schichtungsverhalten eines Sees verändert sich, wie wir Forscher sagen. Das Oberflächenwasser erwärmt sich durch die Sonneneinstrahlung und die Hitze der Luft schnell. Irgendwann schafft es der Wind nicht mehr, den Wasserkörper zu durchmischen. Durch einen Temperaturunterschied von einem bis mehreren Grad Celsius zwischen dem oberen und unteren Wasserkörper entsteht dadurch eine Barriere für den Stoffaustausch. Die Thermokline, auch Sprungschicht genannt, bildet sich aus.

ZEIT ONLINE: Welche Stoffe werden normalerweise zwischen den Schichten eines Sees ausgetauscht?

Adrian: Zum Beispiel Sauerstoff. Die Algen in den oberen Schichten produzieren durch Photosynthese besonders bei viel Sonne sehr viel davon. Doch wird der Temperaturunterschied zu den unteren Schichten zu groß, wird der Sauerstoff nicht mehr dorthin, ins kühlere Wasser, transportiert. Denn in der Sprungschicht herrscht ein großer Dichteunterschied des Wassers, der den Stoffaustausch in beide Richtungen verhindert.

ZEIT ONLINE: Und deshalb verenden die Fische?

Adrian: So schnell sterben Fische eigentlich nicht. Sie sind zwar auf Sauerstoff angewiesen und können sich dann in den unteren, kühleren Bereichen, in denen kein Sauerstoff ist, nicht mehr aufhalten. Dort sind sie normalerweise lieber, weil ihr Stoffwechsel im kühleren Wasser langsamer läuft. Wenn sie gezwungen sind, im Warmen weiter oben zu schwimmen, müssen sie mehr fressen, um ihr Gewicht stabil zu halten. Kaltwasserfische wie Seesaiblinge, Coregonen und Stinte haben nur eine geringe Toleranz gegenüber hohen Temperaturen – ihre Anzahl nimmt ab. Arten wie Zander oder Brassen können größere Temperaturschwankungen tolerieren – ihre Anzahl nimmt sogar tendenziell zu.

ZEIT ONLINE: Wenn es nicht nur die hohen Wassertemperaturen sind, die den Fischen zusetzen, was ist es dann?

Adrian: Vor allem der plötzliche Sauerstoffmangel. Zu Fischsterben kommt es in Seen vor allem, wenn Starkregen einsetzt und viele verschiedene Stoffe in die Gewässer einspült. Bakterien bauen diese Stoffe ab und in diesem Prozess senkt sich der Sauerstoffgehalt so drastisch und plötzlich, dass die Fische dann wirklich sterben können. Lang anhaltende Hitzeperioden können aber auch zu Fischsterben beitragen.

ZEIT ONLINE: Wie tief ist die obere Wasserschicht, in der sich die Fische gerade aufhalten können?

Adrian: Das hängt vom See ab. In einem flachen See wie dem Müggelsee, der an der tiefsten Stelle nur acht Meter tief ist, umfasst diese Schicht ungefähr die oberen vier Meter. Wenn ein See beispielsweise 80 Meter tief ist, bilden die oberen zehn bis 20 Meter diese obere warme Wasserschicht. Die Höhe der Lufttemperaturen und die Windverhältnisse spielen außerdem eine Rolle.

Wohin soll der See denn umkippen?
Rita Adrian, Professorin für Gewässerökologie

ZEIT ONLINE: Man liest immer wieder, dass Seen und Flüsse "umkippen". Was ist damit gemeint?

Adrian: Ich halte den Ausdruck nicht für angemessen. Wohin soll ein See denn umkippen? In der Regel ist damit gemeint, dass sich im Gewässer starke Algenblüten ausbilden und sie im tieferen Bereich sauerstofffrei, also anoxisch werden. Das passiert, wenn die zuvor im Grund gebundenen Nährstoffe in langen, warmen und sauerstofffreien Perioden ins darüberstehende Tiefenwasser freigesetzt werden. Da Algen die Wassertiefe, in der sie vorkommen, variieren können, nutzen sie dann dieses Nährstoffangebot in der Tiefe. Wie die berühmten Blaualgen (Cyanophyceen) beispielsweise.

Hitze - Blaualgen breiten sich auf Gewässern aus Durch die Hitze wachsen im Meer und auf vielen Seen Blaualgen. Da diese zu Durchfall und Erbrechen führen können, sollte in den betroffenen Gewässern nicht gebadet werden. © Foto: Julian Stratenschulte/dpa

In der Algenblüte vermehren sie sich massenhaft und die Wasseroberfläche erscheint dadurch grün-blau. Bricht eine derartige Blüte zusammen, sinken die Algen in Schichten unterhalb der Sprungschicht und werden im tieferen Wasserkörper von Bakterien unter Sauerstoffverbrauch abgebaut. Und wenn dann von oben kein neuer Sauerstoff nachkommt, bezeichnet man das etwas unglücklich als "umkippen". Das passiert aktuell, weil die Sprungschicht durch die Hitze besonders stabil ist.