veden tiheys

ymmärtääksemme järven kerrostumista meidän on ensin käsiteltävä veden tiheyden ja lämpötilan suhdetta. Vesi on siinä mielessä ainutlaatuista, että se on nesteenä tiheämpää kuin kiinteänä; siksi jää kelluu. Jos jää uppoaisi, järvemme käyttäytyisivät talvella paljon eri tavalla!

vesi on tiheimmillään 4 celsiusasteessa (39 F), ja veden lämmetessä tai jäähtyessä se harvenee. Tällä on vaikutuksia järven rakenteeseen, koska tiheämpi vesi on raskaampaa ja tulee olemaan järven pohjalla, kun taas harvempi vesi on kevyempää ja on yleensä järven yläosassa.

Summer

kesällä Minnesotassa aurinko lämmittää järven pintakerrosta, epilimnionia, jolloin se harvenee. Järven alin kerros, hypolimnion, ei ota vastaan auringonvaloa ja jää siksi kylmäksi. Koska epilimnion on harvempi, se kelluu hypolimnionin päällä eivätkä nämä kaksi sekoitu toisiinsa. Termokliini on ylä-ja pohjakerrosten välinen jakoalue.

koska epilimnion on ainoa osa järveä, johon auringonvalo pääsee tunkeutumaan, siellä kasvaa kasveja ja leviä. Järven rantaviivan ympärillä aluetta, johon auringonvalo tunkeutuu ja jossa kasvaa vaskulaarisia kasveja, kutsutaan littoraalivyöhykkeeksi. Keskellä järveä epilimnionissa kasvaa levää ja eläinplanktonia.

levän ja eläinplanktonin kuollessa ne vajoavat järven pohjaan. Benthosissa elävät selkärangattomat ja mikrobit kierrättävät ja hajottavat tätä kuollutta ainesta. Kierrätys kuluttaa happea. Koska järvi ei sekoitu kesäisin, hypolimnion katkaistaan kokonaan epilimnionista eikä se saa tuoretta happea. Siksi niiden hypolimnio voi muuttua kesän aikana anoksiseksi mesotrofisessa tai eutrofisessa järvessä.

Fall

syksyllä Minnesotassa auringonvalo ei ole yhtä voimakasta ja yöt viilenevät. Tämä vuodenajan muutos mahdollistaa epilimnion jäähtymisen. Epilimnionin veden jäähtyessä epilimnionin ja hypolimnionin tiheysero ei ole yhtä suuri. Tuuli voi sitten sekoittaa kerroksia. Lisäksi epilimnion jäähtyessä se muuttuu tiheämmäksi ja vajoaa hypolimnioniin sekoittaen kerrokset. Tämä sekoitus mahdollistaa hapen ja ravinteiden jakautumisen koko vesipatsaaseen.

Winter

talvella Minnesotassa järvet ovat jään peitossa. Jään alla vesi ei pääse sekoittumaan, koska se ei altistu tuulelle. Suurin osa hypolimnionista jää 4 celsiusasteeseen (39 F). Jään alla on ohut vesikerros, joka on kylmempää kuin 4C ja siten vähemmän tiheää. Tämä ohut vesikerros kelluu hypolimnionin päällä läpi talven, mutta kerrostuma ei ole aivan yhtä stabiili kuin kesällä, koska tiheysero on paljon pienempi. Ilmiötä kutsutaan käänteiseksi kerrostumaksi, koska viileämpi vesi istuu lämpimämmän veden päällä.

kuten kesälläkin, hypolimnion katkaistaan hapesta, joten benthoksessa tapahtuu hajoamista, jolloin happi kuluu loppuun. Kun hypolimnion muuttuu anoksiseksi talvella, sitä kutsutaan talvikuolemaksi, koska kalat ja muut happea tarvitsevat elävät organismit kuolevat. Lisäksi, kun järven pohja on anoksinen, sedimentin ja veden rajapinnassa tapahtuvat kemialliset prosessit aiheuttavat fosforin vapautumista sedimenteistä. Kun jäät keväällä sulavat ja järvi sekoittuu uudelleen, tämä fosforin lisääntyminen ruokkii levien kasvua.

Spring

keväällä Minnesotassa jää sulaa pois järvestä, tuuli yltyy ja järvi sekoittuu uudelleen. Tätä kutsutaan kevään liikevaihdoksi. Happi ja ravinteet leviävät koko vesipatsaaseen veden sekoittuessa. Kun säät sitten lämpenevät, pintavesi lämpenee jälleen ja käynnistää kesän kerrostumisen.

useimpia Minnesotan järviä pidetään dimiktisinä, eli ne sekoittuvat kahdesti vuodessa – keväällä ja syksyllä. Matalat järvet käyttäytyvät eri tavalla ja voivat sekoittua useammin.