Das auf dem Planeten vorkommende Wasser besteht hauptsächlich entweder aus Süß- oder Salzwasser. Eine Mischform stellt das Brackwasser dar. Das Salzwasser der Ozeane ist die mit Abstand am meisten vorhandene Wasserart. Auf der Erde verteilt beträgt das Verhältnis von Süß- und Salzwasser 3 % zu 97 %.
Süßwasser und Salzwasser – Definition
Zu Süßwasser zählt Wasser, dessen Salzgehalt bei unter 0,1 % liegt. Das entspricht weniger als 1 g/L Salz. Es enthält also keine oder nur sehr geringe Mengen an gelösten Salzen. Hierzu zählt neben dem flüssigen Wasser auch gefrorenes Eis. Süßwasser kann außerdem mit seiner geringen Konzentration an gelösten Salzen als Trinkwasser genutzt werden.
Abbildung 1: Gletscher in ArgentinienQuelle: pixabay.com
Salzwasser besteht aus Wasser, in dem Salze gelöst sind. Zu ihm zählt Wasser, dessen Kochsalzlösung bei mindestens 1 % liegt. Wasser mit solch einem hohen Salzwasseranteil befindet sich überwiegend in den Ozeanen und Nebenmeeren. Der durchschnittliche Salzgehalt in Meeren liegt bei 3,5 %. Das entspricht einer Salzkonzentration von 35 g/L.
Abbildung 2: MeerwasserQuelle: pixabay.com
Salinität meint den Salzgehalt in Wasser. Sie kann entweder in g/L, g/kg oder in Prozent angegeben werden. Mithilfe eines Salinometers kann die Salinität bestimmt werden. Dies geschieht über die elektrische Leitfähigkeit des Wassers, da der elektrische Strom über gelöste Ionen im Salzwasser transportiert werden kann. Das heißt: Umso höher der Salzgehalt, umso höher ist die Leitfähigkeit.
Mischform Brackwasser
Wenn in Wasser eine Salinität zwischen 0,1% und 1% gegeben ist, handelt es sich um Brackwasser. Brackwasserzonen entstehen an Stellen, an denen das süße Flusswasser mit dem salzigen Meerwasser vermischt wird. Der Salzgehalt ändert sich permanent in solchen Brackgewässern. Dadurch ist es nur für bestimmte Tiere und Pflanzen möglich, dort zu überleben.
Zu den einheimischen Fischarten, die im Brackwasser leben, zählen Kaulbarsch und Flunder. Bei den Pflanzen ist es beispielsweise das Schilfrohr.
Süßwasser und Salzwasser Unterschied
Der Unterschied zwischen Süß- und Salzwasser besteht in der Konzentration an gelösten Salzen. Im Salzwasser sind hauptsächlich Chloride enthalten, von denen überwiegend Natriumchlorid (Kochsalz) vertreten ist. Etwa 0,1 % der enthaltenen Salze sind Magnesiumchlorid, Magnesiumsulfat, Calciumsulfat, Kaliumchlorid und Calciumkarbonat. In Süßwasser sind mit einem Anteil von rund 0,1 % entsprechend weniger der gelösten Salze enthalten.
Gefrierpunkt
Ein weiterer Unterschied stellt der Gefrierpunkt dar. Der Gefrierpunkt bei Süßwasser liegt bei 0 °C. Bei Salzwasser dagegen erst bei durchschnittlich – 1,9 °C. Das liegt an der erhöhten Salzkonzentration im Salzwasser. Dabei gilt also prinzipiell: Je höher der Salzgehalt im Wasser, desto niedriger der Gefrierpunkt.
Verhältnis von Ionen im Meerwasser
Auf folgender Abbildung siehst du die einzelnen Ionen der Elemente und deren Verhältnis im Meerwasser:
Abbildung 3: Verhältnis der (gelösten) Ionen im MeerwasserQuelle: wikipedia.org
Der überwiegende Teil der Ionen machen Chlorid (55 %) und Natrium (30,6 %) aus. Gefolgt von Sulfat (7,7 %), Magnesium (3,7 %), Calcium (1,2 %) und Kalium (1,1 %).
Süßwasser und Salzwasser Verteilung auf der Erde
Das Süßwasser Salzwasser Verhältnis beträgt auf der Erde verteilt 3% zu 97%. Das Süßwasser lässt sich nochmals in Grundwasser, Eiskappen und Gletscher, Flüsse, Sümpfe und Seen aufteilen. Beim Oberflächenwasser handelt es sich um Wasser, das an der Erdoberfläche vorhanden ist. Grundwasser dagegen fließt unterhalb der Erdoberfläche. Zu sehen ist außerdem, dass Süßwasser in Form von Eiskappen und Gletschern auf der Erde am meisten vorkommt.
Abbildung 4: Wasserverteilung auf der ErdeQuelle: wikipedia.org
Entstehung von Salzwasser
Das vom Land in die Meere fließende Wasser tritt auf seinem Weg mit Boden und Gestein in Kontakt. Dies hat zur Folge, dass das Wasser dabei lösliche Minerale aufnimmt. Zu den löslichen Mineralien gehören die Salze. Durch Regenwasser aus den Gesteinsschichten werden durchgehend Salze ausgewaschen. Diese Salze fließen über Flüsse mit in die Meere. Im Wasser steigt dann die Konzentration von Salz an. Außerdem gilt, je mehr Wasser in den Meeren verdunstet, desto höher die Salinität.
Die Salinität schwankt je nach Meer. Beispielsweise hat die Ostsee ein Salzgehalt von 0,2 – 2 %. Die Ostsee ist deshalb so salzarm, weil die Temperaturen dort so niedrig sind und entsprechend wenig Wasser verdunstet. Zudem münden viele süßwässrigen Flüsse an der Ostsee, welche das salzige Wasser neutralisieren.
Der Salzgehalt im Toten Meer beträgt bis zu 28 %. Hierbei handelt es sich eigentlich um einen See, mit einem sehr hohen gelösten Salzanteil. Durch das heiße und trockene Wüstenklima verdunstet hier verhältnismäßig viel Wasser und es wird nicht ausreichend Süßwasser aus Flüssen und über Regen hinzugeführt. Bei abnehmendem Wasservolumen, aber gleichbleibender Salzmenge kommt es zu einer Zunahme der Salzkonzentration über die Zeit.
Abbildung 5: Salzkruste im Toten MeerQuelle: pixabay.com
Süßwasser und Salzwasser Grenze
Die Grenze von Süßwasser und Salzwasser befindet sich in Küstennähe, da hier Salzwasser vom Meer in das Grundwasser eindringt. Dieser Vorgang wird auch als Salzwasserintrusion bezeichnet. In diesen Grenzen kommt es zu einer Vermischung und somit zu einem Ausgleich beider Konzentrationen.
Süßwasser im Ozean
Weltweit sind in den Meeren submarine Süßwasserquellen vorhanden. Dabei handelt es sich um Grundwasser, das direkt ins Meer fließt. Das Grundwasser hat sich in der Vergangenheit durch Gesteins- und Sandschichten einen Weg abwärts gebahnt und fließt zum Meer. Vor allem in Küstengebieten die aus porösem Kalkgestein bestehen, kommen solche Quellen vor.
Fische im Süßwasser und Salzwasser
Salzwasser und Süßwasser bieten einen wichtigen Lebensraum für diverse Tiere wie z.B. Fische. Das Blut von Fischen ist grundsätzlich leicht salzig und entspricht in etwa dem Salzgehalt des Brackwassers. Ein Problem stellt jedoch das sie umgebende Wasser mit der entsprechend hohen bzw. niedrigen Ionen-Konzentration dar. Sie haben sich den Gegebenheiten angepasst, weshalb es für die jeweilige Art von Wasser spezialisierte Fische gibt.
Ionen zählen zu den osmotisch wirksamen Stoffen. Das bedeutet, dass Wasser mit einer niedriger konzentrierten Salzlösung zu höher konzentrierter Salzlösung strömt. Ohne eine Osmoregulation und bei Aufnahme von Salzwasser würden Stellen im Körper deshalb austrocknen oder Wassereinlagerungen entstehen. Da Fische entweder einer höheren oder niedrigeren Salzkonzentration durch das sie umgebende Wasser ausgesetzt sind, ist für sie die Osmoregulation von hoher Bedeutung.
Osmoregulation bei Süßwasserfischen
Süßwasserfische sind hyperosmotisch. Das bedeutet, dass die Salzkonzentration in ihren Körperzellen höher ist als das sie umgebende Wasser. Sie nehmen aufgrund der Osmose durchgehend Wasser über die Körperoberfläche und Kiemen auf. Deshalb müssen sie das überschüssige Wasser wieder ausscheiden. Das machen sie, indem sie große Mengen an verdünntem Urin ausscheiden. Um die gleichzeitig überschüssige Ausscheidung an Salzen wieder auszugleichen, nehmen sie aktiv über Ionenpumpen an den Kiemen die Salze aus dem Wasser auf.
Abbildung 6: Osmoregulation bei Süßwasserfischen
Bei Süßwasserfischen sind die Körperflüssigkeiten hyperton gegenüber dem umgebenden Süßwasser. Die Körperflüssigkeiten haben einen höheren osmotischen Druck als das Süßwasser, da sie Konzentration an gelösten Stoffen höher ist.
Osmoregulation bei Salzwasserfischen
Salzwasserfische sind hypoosmotisch zu ihrer Umgebung. Bei ihnen strömt das Wasser aufgrund der osmotischen Verhätlnisse aus den Zellen heraus. Ohne Osmoregulation würden Salzwasserfische also austrocknen. Sie scheiden dazu nur kleine Mengen an stark konzentriertem Urin aus. Damit gleichen sie den passiven Wasserverlust durch die Osmose aus. Außerdem geben sie überschüssige Salze über Ionenpumpen in den Kiemen in das Wasser ab.
Abbildung 7:Osmoregulation bei Salzwasserfischen
Bei Salzwasserfischen sind die Körperflüssigkeiten hypoton gegenüber dem umgebenden Salzwasser. Hier besitzt das Wasser einen höheren osmotischen Druck, da es die höhere Konzentration an gelösten Stoffen besitzt.
Arten der Süßwasserfische
Bei den Süßwasserfischen kann zwischen drei Formen unterschieden werden: den primären, sekundären sowie peripheren Süßwasserfischen.
Primäre Süßwasserfische
Diese Art von Süßwasserfischen hat bisher nur in Süßwasser gelebt und entsprechend sind sie von ihrer Physiologie nicht auf salzige Gewässer spezialisiert.
Ein bekannter Fisch der primären Süßwasserfische ist der Karpfen.
Abbildung 8: Koi-Karpfen;Quelle: wikipedia.org
Sekundäre Süßwasserfische
Diese Art von Fischen stammt von solchen ab, die vorher im Meer und somit im Salzwasser gelebt haben. Aus diesem Grund besitzen sie noch eine leichte Salztoleranz. Sie leben oft in Gewässern, in denen der pH-Wert sehr hoch ist.
Ein sekundärer Süßwasserfisch ist beispielsweise der Diamant-Regenbogenfisch.
Abbildung 9: Diamant-RegenbogenfischQuelle: wikipedia.org
Periphere Süßwasserfische
Die peripheren Süßwasserfische haben eine hohe Salztoleranz. Solche Süßwasserfische verbringen oft einen Teil bzw. ein gewisses Stadium ihres Lebens im Meer.
Ein bekanntes Beispiel ist der Atlantische Lachs (Salmo salar). Die Lachse werden in Süßwasser geboren. Nach dem Schlüpfen verbringen die Jungen noch 2–3 Jahre im Süßwasser. Danach wandern sie in den Atlantik ab.
Das liegt daran, dass die adulten Fische andere Anforderungen an ihren Lebensraum haben: während sich die Jungtiere von den verbliebenen Nährstoffen aus dem Dottersack ernähren, suchen sich die adulten Tiere im Meer größere Nahrung auf, wie Tintenfische oder Flohkrebse. Zum Laichen wandern sie später wieder zurück zu den Stellen in den Flüssen, an denen sie geschlüpft sind. Das können sie mithilfe ihres Geruchssinns.
Abbildung 10: LachswanderungQuelle: pixabay.com
Periphere Süßwasserfische können die Pumprichtung ihrer Ionenpumpen umstellen. So nehmen sie entweder Salze auf oder geben sie ab.
Arten von Salzwasserfischen
Bei den Salzwasserfischen stellen die "Osmokonformer" eine Besonderheit dar.
Haie zum Beispiel gehören der Gruppe der "Osmokonformer" an. Das heißt, sie passen die Osmolarität ihres Körpergewebes an ihre Umgebung an. Sie können vermehrt Harnstoff und andere Stoffe in ihren Zellen einlagern, um das Einströmen von Salzen aus dem Meerwasser zu verhindern.
Der Kabeljau ist ein bekannter heimischer Salzwasserfisch. Er verliert osmotisch Wasser aus dem Körper an das ihn umgebende Meerwasser.
Abbildung 11: KabeljauQuelle: pixabay.com
Salzwasser in Süßwasser umwandeln
Vielleicht hast du dich schon einmal gefragt, wie es möglich ist, dass Salzwasser in Trinkwasser umgewandelt werden kann. Ein bekanntes Verfahren ist die "Mehrstufige Entspannungsverdampfung". Hierbei wird das Meerwasser auf 115 °C aufgeheizt, damit es verdampft. In den nachgeschalteten Entspannungsstufen verdampft das Wasser weiterhin unter Vakuum. So kann das salzfreie Wasser, das nun als Kondensat vorhanden ist, abgezogen werden.
Süßwasser Salzwasser - Das Wichtigste
- Zu Süßwasser zählt Wasser, dessen Salzgehalt bei unter 0,1 % (0,1 g/L)liegt.
- Zu Salzwasser zählt Wasser, dessen Kochsalzlösung bei mindestens 1 % (10 g/L) liegt.
- Wenn in Wasser eine Salinität zwischen 0,1 % und 1 % gegeben ist, handelt es sich um Brackwasser.
- Der durchschnittliche Salzgehalt in Meeren liegt bei ca. 3,5 % (35 g/L).
- Der Unterschied zwischen Süß- und Salzwasser besteht in der Konzentration an gelösten Salzen.
- Süß- und Salzwasser unterscheiden sich in ihren Gefrierpunkten. Wasser gefriert umso später, je höher der Salzgehalt ist.
- Das Süßwasser Salzwasser Verhältnis auf unserem Planeten beträgt 3 % zu 97 %.
Nachweise
- Abb. 1: Gletscher in Argentinien (https://pixabay.com/de/photos/gletscher-argentinien-patagonien-530050/) von Adam Derewecki ist lizenzfrei.
- Abb. 2: Meerwasser (https://pixabay.com/de/photos/insel-tropisch-strand-palmen-1285147/) von Pexels ist lizenzfrei.
- Abb. 3: Prozentuale Bestandteile des Meerwassers (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Seawater_components.svg) von Hannes Grobe ist gemeinfrei.
- Abb. 4: Wasserverteilung auf der Erde (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Wasserverteilung_auf_der_Erde.png) von USGS ist gemeinfrei.
- Abb. 8: Koi-Karpfen (https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=56140235) von Andreas Konopka ist unter der Lizenz CC BY-SA 3.0.
- Abb. 9: Melanotaenia praecox (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:MELANOTAENIA_PRAECOX_cropped.JPG) von Leo-nie-weh-oh ist gemeinfrei.
- Abb. 10: Lachswanderung (https://pixabay.com/de/photos/lachse-fische-lachswanderung-valdez-435574/) von brigachtal ist gemeinfrei.
- Abb. 11: Kabeljau (https://pixabay.com/de/photos/kabeljau-barbe-fisch-schwimmen-4390264/) von Viviane Monconduit ist gemeinfrei.
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