vandtæthed

for at forstå søstratificering skal vi først tage fat på forholdet mellem vandtæthed og temperatur. Vand er unikt, fordi det er mere tæt som en væske end et fast stof, derfor flyder isen. Hvis isen sank, ville vores søer opføre sig meget anderledes om vinteren!

vand er mest tæt ved 4 grader Celsius (39 F), og når vandet opvarmes eller afkøles, bliver det mindre tæt. Dette har konsekvenser for en søs struktur, fordi det tættere vand er tungere og vil være i bunden af en sø, mens det mindre tætte vand er lettere og generelt vil være øverst på søen.

sommer

om sommeren i Minnesota opvarmer solen det øverste lag af en sø, epilimnion, som får det til at blive mindre tæt. Det nederste lag af søen, hypolimnion, modtager ikke sollys og forbliver derfor koldt. Da epilimnionen er mindre tæt, flyder den oven på hypolimnionen, og de to blandes ikke. Termoklinen er delingsområdet mellem de øverste og nederste lag.

da epilimnion er den eneste del af søen, som sollys kan trænge ind, er det her planter og alger vokser. Omkring kysten af en sø kaldes området, hvor sollys trænger ind og karplanter vokser, kystområdet. Midt i søen er epilimnion hjemsted for alger og dyreplankton.

når alger og dyreplankton dør, synker de ned til bunden af søen. Hvirvelløse dyr og mikrober, der lever i benthos, genbruger og nedbryder dette døde materiale. Denne genanvendelsesproces bruger ilt. Da søen ikke blandes om sommeren, er hypolimnionen helt afskåret fra epilimnionen og modtager ikke en frisk iltforsyning. Derfor kan de hypolimnion blive anoksiske om sommeren i en mesotrofisk eller eutrofisk sø.

Fall

i efteråret i Minnesota er sollyset ikke så stærkt, og nætterne bliver køligere. Denne ændring i sæsonen gør det muligt for epilimnion at køle af. Når vandet i epilimnion afkøles, er densitetsforskellen mellem epilimnion og hypolimnion ikke så stor. Vind kan derefter blande lagene. Hertil kommer, at når epilimnionen afkøles, bliver den mere tæt og synker til hypolimnionen, blander lagene. Denne blanding gør det muligt at fordele ilt og næringsstoffer over hele vandkolonnen.

vinter

om vinteren i Minnesota er søerne dækket af is. Under isen kan vandet ikke blandes, fordi det ikke udsættes for vind. Det meste af hypolimnion forbliver 4 grader Celsius (39 F). Der er et tyndt lag vand under isen, der er koldere end 4C og derfor mindre tæt. Dette tynde lag vand flyder oven på hypolimnion hele vinteren, men denne stratificering er ikke helt så stabil som om sommeren, fordi densitetsforskellen er meget mindre. Dette fænomen kaldes omvendt stratificering, fordi køligere vand sidder oven på varmere vand.

som om sommeren er hypolimnionen afskåret fra ilt, så som nedbrydning finder sted i benthos, bliver ilt brugt op. Når hypolimnion bliver anoksisk om vinteren kaldes det vinterdrab, fordi fisk og andre levende organismer, der har brug for ilt, dør. Når bunden af søen er anoksisk, forårsager kemiske processer ved sediment/vandgrænsefladen desuden, at fosfor frigives fra sedimenterne. Når isen smelter om foråret, og søen blandes igen, brænder denne øgede fosfor algevækst.

forår

i foråret i Minnesota smelter isen fra søen, Vinden tager op og søen blandes igen. Dette kaldes forår omsætning. Ilt og næringsstoffer fordeles i hele vandkolonnen, når vandet blandes. Når vejret bliver varmere, opvarmes overfladevandet igen og opretter sommerstratificering.

de fleste søer i Minnesota betragtes som dimiktiske, hvilket betyder, at de blandes to gange om året – forår og efterår. Lavvandede søer opfører sig anderledes og kan blandes oftere.