hustota vody

abychom pochopili stratifikaci jezera, musíme nejprve řešit vztah mezi hustotou vody a teplotou. Voda je jedinečná v tom, že je hustší jako kapalina než pevná látka, proto se vznáší LED. Pokud by se led potopil, naše jezera by se v zimě chovala mnohem jinak!

voda je nejvíce hustá při 4 stupních Celsia (39 F) a jak se voda ohřívá nebo ochlazuje, stává se méně hustou. To má důsledky pro strukturu jezera, protože hustší voda je těžší a bude na dně jezera, zatímco méně hustá voda je lehčí a bude obecně na vrcholu jezera.

Léto

V létě v Minnesotě, slunce ohřívá horní vrstva jezera, epilimnion, což způsobuje to, aby se stal méně husté. Spodní Vrstva jezera, hypolimnion, nedostává sluneční světlo, a proto zůstává chladná. Protože epilimnion je méně hustý, vznáší se na vrcholu hypolimnionu a oba se nemíchají. Termoklin je dělicí plocha mezi horní a spodní vrstvou.

protože epilimnion je jedinou částí jezera, do které může proniknout sluneční světlo, rostou zde rostliny a řasy. Kolem pobřeží jezera se oblast, kde proniká sluneční světlo a rostou cévnaté rostliny, nazývá litorální zóna. Uprostřed jezera je epilimnion domovem řas a zooplanktonu.

když řasy a zooplankton zemřou, klesají na dno jezera. Bezobratlí a mikroby žijící v bentosu recyklují a rozkládají tento mrtvý materiál. Tento proces recyklace spotřebovává kyslík. Od jezera se nemísí v létě, hypolimnion je zcela odříznut od epilimnion a neobdrží čerstvou zásobu kyslíku. Proto se hypolimnion může stát anoxickým během léta v mezotrofním nebo eutrofním jezeře.

Podzim

na podzim v Minnesotě, sluneční záření není tak silné a noci se stávají chladnější. Tato změna v sezóně umožňuje epilimnionu vychladnout. Jak voda v epilimnionu ochlazuje, rozdíl hustoty mezi epilimnionem a hypolimnionem není tak velký. Vítr pak může smíchat vrstvy. Kromě toho, když se epilimnion ochladí, stává se hustší a klesá do hypolimnionu a mísí vrstvy. Toto míchání umožňuje distribuci kyslíku a živin v celém vodním sloupci.

zima

v zimě v Minnesotě jsou jezera pokryta ledem. Pod ledem se voda nemůže mísit, protože není vystavena větru. Většina hypolimnionu zůstává 4 stupně Celsia (39 F). Pod ledem je tenká vrstva vody, která je chladnější než 4C, a proto méně hustá. Tato tenká vrstva vody plave na vrcholu hypolimnionu po celou zimu, ale tato stratifikace není tak stabilní jako v létě, protože rozdíl hustoty je mnohem menší. Tento jev se nazývá inverzní stratifikace, protože chladnější voda sedí na vrcholu teplejší vody.

stejně jako v létě je hypolimnion odříznut od kyslíku, takže při rozkladu v bentosu dochází k vyčerpání kyslíku. Když se hypolimnion v zimě stane anoxickým, nazývá se zimní zabíjení, protože ryby a další živé organismy, které potřebují kyslík, umírají. Kromě toho, když je dno jezera anoxické, chemické procesy na rozhraní sedimentu/vody způsobují uvolňování fosforu ze sedimentů. Když se led na jaře roztaví a jezero se znovu promíchá, tento zvýšený fosfor podporuje růst řas.

Jarní

na jaře v Minnesotě, led taje z jezera, se zvedne vítr a jezero se mísí znovu. Tomu se říká jarní obrat. Kyslík a živiny se distribuují po celém vodním sloupci, jak se voda mísí. Poté, jak se počasí stává teplejším, povrchová voda se znovu zahřeje a nastaví letní stratifikaci.

většina jezer v Minnesotě je považována za dimiktickou, což znamená, že se mísí dvakrát ročně-jaro a podzim. Mělká jezera se chovají odlišně a mohou se mísit častěji.