vízsűrűség

a tó rétegződésének megértéséhez először foglalkoznunk kell a vízsűrűség és a hőmérséklet közötti kapcsolattal. A víz egyedülálló abban, hogy folyadékként sűrűbb, mint szilárd anyag; ezért a jég úszik. Ha a jég elsüllyedt, tavaink télen sokkal másképp viselkednének!

a víz a legsűrűbb 4 Celsius fokon (39 F), és ahogy a víz felmelegszik vagy lehűl, kevésbé sűrűvé válik. Ez hatással van a tó szerkezetére, mivel a sűrűbb víz nehezebb és a tó alján lesz, míg a kevésbé sűrű víz könnyebb és általában a tó tetején lesz.

nyár

Minnesotában nyáron a nap felmelegíti a tó felső rétegét, az epilimniont, ami kevésbé sűrűvé válik. A tó alsó rétege, a hypolimnion nem kap napfényt, ezért hideg marad. Mivel az epilimnion kevésbé sűrű, a hipolimnion tetején lebeg, és a kettő nem keveredik. A termoklin a felső és az alsó rétegek közötti elválasztó terület.

mivel az epilimnion az egyetlen része a tónak, amelybe a napfény behatolhat, itt nőnek a növények és az algák. A tó partja körül azt a területet, ahol a napfény behatol és az érrendszeri növények nőnek, parti zónának nevezik. A tó közepén az epilimnion az algák és a zooplankton otthona.

amikor az algák és a zooplankton elpusztulnak, a tó fenekére süllyednek. A bentoszban élő gerinctelenek és mikrobák újrahasznosítják és lebontják ezt az elhalt anyagot. Ez az újrahasznosítási folyamat oxigént használ fel. Mivel a tó nyáron nem keveredik, a hypolimnion teljesen el van vágva az epilimniontól, és nem kap friss oxigénellátást. Ezért a hypolimnion nyáron anoxikussá válhat egy mezotróf vagy eutrofikus tóban.

őszi

ősszel Minnesotában a napfény nem olyan erős, és az éjszakák hűvösebbé válnak. Ez a változás a szezonban lehetővé teszi az epilimnion lehűlését. Ahogy az epilimnionban lévő víz lehűl, az epilimnion és a hypolimnion közötti sűrűségkülönbség nem olyan nagy. A szél ezután összekeverheti a rétegeket. Ezen túlmenően, amikor az epilimnion lehűl, sűrűbbé válik, és a rétegeket összekeverve a hipolimnionhoz süllyed. Ez a keverés lehetővé teszi az oxigén és a tápanyagok eloszlását az egész vízoszlopban.

Winter

télen Minnesotában a tavakat jég borítja. A jég alatt a víz nem keveredhet, mert nincs kitéve szélnek. A hipolimnion nagy része 4 Celsius fok (39 F) marad. A jég alatt van egy vékony vízréteg, amely hidegebb, mint 4C, ezért kevésbé sűrű. Ez a vékony vízréteg egész télen úszik a hipolimnion tetején, de ez a rétegződés nem olyan stabil, mint nyáron, mert a sűrűségkülönbség sokkal kisebb. Ezt a jelenséget inverz rétegződésnek nevezik, mert a hűvösebb víz a melegebb víz tetején ül.

mint nyáron, a hipolimniont levágják az oxigénről, így a bomlás a bentoszban történik, az oxigén elhasználódik. Amikor a hypolimnion télen anoxikussá válik, téli ölésnek hívják, mert az oxigénre szoruló halak és más élő szervezetek elpusztulnak. Ezenkívül, amikor a tó alja anoxikus, az üledék/víz határfelületén zajló kémiai folyamatok foszfor felszabadulását okozzák az üledékekből. Amikor a jég tavasszal megolvad, és a tó újra keveredik, ez a megnövekedett foszfor táplálja az algák növekedését.

tavasz

tavasszal Minnesotában a jég elolvad a tóról, a szél feléled és a tó újra keveredik. Ezt tavaszi forgalomnak nevezik. Az oxigén és a tápanyagok eloszlanak a vízoszlopban, ahogy a víz keveredik. Aztán, ahogy az időjárás melegebbé válik, a felszíni víz ismét felmelegszik, és nyári rétegződést hoz létre.

Minnesota legtöbb tavát dimiktikusnak tekintik, ami azt jelenti, hogy évente kétszer keverednek – tavasszal és ősszel. A sekély tavak másképp viselkednek,és gyakrabban keveredhetnek.