vattentäthet

för att förstå sjöstratifiering måste vi först ta itu med förhållandet mellan vattentäthet och temperatur. Vatten är unikt genom att det är tätare som en vätska än ett fast ämne, därför flyter isen. Om isen sjönk skulle våra sjöar bete sig mycket annorlunda på vintern!

vatten är mest tät vid 4 grader Celsius (39 F), och som vatten värmer eller kyler det blir mindre tät. Detta har konsekvenser för en sjös struktur eftersom det tätare vattnet är tyngre och kommer att ligga längst ner i en sjö medan det mindre täta vattnet är lättare och i allmänhet kommer att vara högst upp i sjön.

sommar

på sommaren i Minnesota värmer solen det översta lagret av en sjö, epilimnion, vilket gör att den blir mindre tät. Bottenskiktet på sjön, hypolimnion, får inte solljus och förblir därför kallt. Eftersom epilimnionen är mindre tät flyter den ovanpå hypolimnionen och de två blandas inte. Termoklinen är delningsområdet mellan de övre och nedre skikten.

eftersom epilimnion är den enda delen av sjön som solljus kan tränga in, är det där växter och alger växer. Runt en sjös Strandlinje kallas området där solljus tränger in och Kärlväxter växer littoral zone. I mitten av sjön är epilimnion hem för alger och zooplankton.

När alger och zooplankton dör sjunker de till botten av sjön. Ryggradslösa djur och mikrober som lever i benthos återvinner och sönderdelar detta döda material. Denna återvinningsprocess använder syre. Eftersom sjön inte blandas under sommaren är hypolimnionen helt avskuren från epilimnionen och får inte en ny syreförsörjning. Därför kan de hypolimnion bli anoxisk under sommaren i en mesotrofisk eller eutrofisk sjö.

Fall

på hösten i Minnesota är solljuset inte lika starkt och nätterna blir svalare. Denna förändring i säsong gör att epilimnion kan svalna. När vattnet i epilimnion svalnar är densitetsskillnaden mellan epilimnion och hypolimnion inte lika stor. Vind kan sedan blanda skikten. Dessutom, när epilimnionen svalnar blir den tätare och sjunker till hypolimnionen, blandar skikten. Denna blandning gör att syre och näringsämnen kan fördelas över hela vattenkolonnen.

vinter

på vintern i Minnesota är sjöarna täckta med is. Under isen kan vattnet inte blandas eftersom det inte utsätts för vind. Det mesta av hypolimnionen förblir 4 grader Celsius (39 F). Det finns ett tunt lager vatten under isen som är kallare än 4C och därför mindre tät. Detta tunna vattenskikt flyter ovanpå hypolimnion hela vintern, men denna stratifiering är inte riktigt lika stabil som på sommaren eftersom densitetsskillnaden är mycket mindre. Detta fenomen kallas invers stratifiering eftersom kallare vatten sitter ovanpå varmare vatten.

som på sommaren är hypolimnionen avskuren från syre, så som sönderdelning sker i benthos, blir syre förbrukat. När hypolimnion blir anoxisk på vintern kallas det vinterdöd eftersom fisk och andra levande organismer som behöver syre dör. Dessutom, när botten av sjön är anoxisk, orsakar kemiska processer vid sediment/vattengränssnittet att fosfor frigörs från sedimenten. När isen smälter på våren och sjön blandas igen, ökar denna ökade fosfor algtillväxt.

vår

på våren i Minnesota smälter isen från sjön, vinden plockar upp och sjön blandas igen. Detta kallas våromsättning. Syre och näringsämnen fördelas över hela vattenkolonnen när vattnet blandas. Då, när vädret blir varmare, värms ytvattnet igen och sätter upp sommarstratifiering.de flesta sjöar i Minnesota anses vara dimiktiska, vilket innebär att de blandas två gånger om året – vår och höst. Grunda sjöar beter sig annorlunda och kan blandas oftare.