Ein Ästuar ist ein Gebiet, in dem ein Süßwasserfluss oder -strom auf den Ozean trifft. In Flussmündungen vermischt sich der salzige Ozean mit einem Süßwasserfluss, was zu Brackwasser führt. Brackwasser ist etwas salzig, aber nicht so salzig wie der Ozean.
Ein Ästuar kann auch als Bucht, Lagune, Sund oder Sumpf bezeichnet werden.
Wasser zirkuliert kontinuierlich in ein Ästuar hinein und wieder heraus. Die Gezeiten erzeugen den größten Salzwasserstrom, während Flussmündungen den größten Süßwasserstrom erzeugen.
Wenn dichtes, salziges Meerwasser in ein Ästuar fließt, hat es eine Ästuarströmung. Hohe Gezeiten können Ästuarströme erzeugen. Salzwasser ist schwerer als Süßwasser, daher sinken Mündungsströmungen und bewegen sich in der Nähe des Bodens der Mündung.
Wenn weniger dichtes Süßwasser aus einem Fluss in das Ästuar fließt, hat es eine anti-ästuarine Strömung. Anti-estuarine Strömungen sind am stärksten in der Nähe der Wasseroberfläche. Von der Sonne erwärmt, sind antiästuarine Strömungen viel wärmer als ästuarine Strömungen.
In Ästuaren steigen und fallen Wasserstand und Salzgehalt mit den Gezeiten. Diese Eigenschaften steigen und fallen auch mit den Jahreszeiten. Während der Regenzeit können die Flüsse das Ästuar mit Süßwasser überfluten. Während der Trockenzeit kann sich der Abfluss der Flüsse auf ein Rinnsal verlangsamen. Das Ästuar schrumpft und wird viel salziger.
Während einer Sturmsaison können Sturmfluten und andere Ozeanwellen das Ästuar mit Salzwasser überfluten. Die meisten Ästuare sind jedoch vor der vollen Kraft des Ozeans geschützt. Geografische Merkmale wie Riffe, Inseln, Schlamm und Sand wirken als Barrieren gegen Ozeanwellen und Wind.
Typen von Ästuaren
Es gibt vier verschiedene Arten von Ästuaren, die jeweils auf unterschiedliche Weise entstehen: 1) Ästuare in der Küstenebene; 2) tektonische Ästuare; 3) Barren-Ästuare und 4) Fjord-Ästuare.
Ästuare in der Küstenebene (1) entstehen, wenn der Meeresspiegel steigt und ein bestehendes Flusstal auffüllt. Die Chesapeake Bay, an der Ostküste der Vereinigten Staaten, ist ein Küstenebenen-Ästuar.
Die Chesapeake Bay bildete sich am Ende der letzten Eiszeit. Massive Gletscher zogen sich zurück und hinterließen eine ausgehöhlte Landschaft. Der Atlantische Ozean füllte die weite Küstenebene um den Susquehanna River auf und schuf ein großes Ästuar, das als Ria bekannt ist: eine ertrunkene Flussmündung.
Tektonische Aktivität, das Zusammenschieben und Auseinanderbrechen der Erdkruste, schafft tektonische Ästuare (2). Die San Francisco Bay in Kalifornien ist ein tektonisches Ästuar.
Die San Francisco Bay liegt an der Kreuzung der San-Andreas-Verwerfung und der Hayward-Verwerfung. Die komplexe tektonische Aktivität in diesem Gebiet führt seit Tausenden von Jahren zu Erdbeben. Die San-Andreas-Verwerfung befindet sich auf der Küstenseite der Bucht, wo sie an einer Meerenge, die als Golden Gate bekannt ist, auf den Pazifischen Ozean trifft. Die Hayward-Verwerfung liegt auf der Ostseite der Bucht, in der Nähe der Einmündung der Flüsse Sacramento und San Joaquin in die Mündung. Das Zusammenspiel der San-Andreas- und der Hayward-Verwerfung trägt zum Downwarping bei, dem Prozess des Absinkens eines Gebietes der Erde.
Wie der Chesapeake war auch die San Francisco Bay erst während der letzten Eiszeit mit Wasser gefüllt. Als sich die Gletscher zurückzogen, erlebte das Land rund um die Bucht einen postglazialen Rebound – ohne das massive Gewicht des Gletschers auf der Oberfläche gewann das Land an Höhe. Der Pazifische Ozean strömte durch die Golden Gate und überflutete das nach unten gewölbte Tal.
Wenn eine Lagune oder Bucht durch eine Sandbank oder eine Barriereinsel vor dem Ozean geschützt ist, wird sie als Barren-Ästuar bezeichnet (3). Die Outer Banks, eine Reihe von schmalen Barriereinseln in North Carolina und Virginia, bilden sandige, bar-built estuaries.
Die Outer Banks schützen die Küste der Region vor Wellen und Wind, die von den Hurrikanen des Atlantischen Ozeans mitgebracht werden. Die Inseln und Sandbänke schützen auch die empfindlichen, brackigen Ökosysteme, die durch den Abfluss vieler Flüsse, wie dem Roanoke und Pamlico, entstehen. Aus diesen Gründen überwachen Ingenieure die sich verschiebenden Sandbänke der Outer Banks und arbeiten ständig daran, sie zu erhalten.
Fjord-Ästuare (4) sind eine Art von Ästuaren, die von Gletschern geschaffen wurden. Fjordmündungen entstehen, wenn Gletscher ein tiefes, steiles Tal aushöhlen. Die Gletscher ziehen sich zurück und der Ozean füllt die schmale, tiefe Senke. Der Puget Sound ist eine Reihe von Fjordmündungen im US-Bundesstaat Washington.
Wie die Fjorde in Alaska und Skandinavien sind auch die Fjordmündungen des Puget Sound sehr tief, sehr kalt und sehr schmal. Anders als viele dieser Fjorde haben die Fjordmündungen des Puget Sound auch Zuflüsse von lokalen Flüssen und Bächen. Viele dieser Ströme sind saisonal, und Fjordmündungen bleiben meist salzig.
Süßwassermündungen
Einige Mündungen liegen nicht in der Nähe von Ozeanen. Diese Süßwasser-Ästuare entstehen, wenn ein Fluss in einen Süßwassersee mündet.
Obwohl Süßwasser-Ästuare nicht brackig sind, ist die chemische Zusammensetzung von See- und Flusswasser unterschiedlich. Flusswasser ist wärmer und weniger dicht als Seewasser. Die Vermischung der beiden Süßwassersysteme trägt zur Seewasserumwälzung bei – der Durchmischung des Wassers eines Sees.
Süßwassermündungen werden nicht von den Gezeiten beeinflusst, aber in großen Gewässern treten vorhersehbare stehende Wellen auf, die Seiches genannt werden. Seiches, manchmal auch Schwappen genannt, bewegen sich rhythmisch hin und her über einen See.
Die Großen Seen in den Vereinigten Staaten und Kanada erleben Seiches und haben viele Süßwasser-Ästuare. Das Old Woman Creek National Estuarine Research Center in Huron, Ohio, wurde gegründet, um den Lebensraum zu untersuchen, der durch ein natürliches Süßwasser-Ästuar entsteht. Am Forschungszentrum mündet der Old Woman Creek in den Eriesee.
Ästuar-Ökosysteme
Viele Pflanzen- und Tierarten gedeihen in Ästuaren. Die ruhigen Gewässer bieten einen sicheren Bereich für kleine Fische, Schalentiere, Zugvögel und Tiere am Ufer. Die Gewässer sind reich an Nährstoffen wie Plankton und Bakterien. Zersetzendes Pflanzenmaterial, Detritus genannt, bietet Nahrung für viele Arten.
Das Mündungskrokodil zum Beispiel ist ein Spitzenprädator der tropischen australischen und südostasiatischen Mündungsgebiete. Das Mündungskrokodil ist das größte Reptil der Welt. Ein Exemplar, das 2011 auf den Philippinen gefangen wurde, maß 6,4 Meter.
Wie die meisten Apex-Raubtiere fressen Mündungskrokodile fast alles. Das bedeutet, dass das Ästuar eine große Vielfalt an Nahrungsnetzen unterstützen muss. Mündungskrokodile fressen normalerweise keine Produzenten – Seegräser, Algen, Pilze und Plankton im Mündungsgebiet. Sie erbeuten jedoch Verbraucher der zweiten trophischen Ebene, die auf diese Pflanzen und andere photosynthetische Organismen als Nahrung angewiesen sind: Insekten, Mollusken, Vögel und Flughunde. Auch auf Konsumenten der dritten trophischen Ebene, wie Wildschweine und Schlangen (und selten auch Menschen), haben es Krokodile abgesehen.
Astuarine Krokodile sind ideal an das Brackwasser von Flussmündungen angepasst. Sie können in Süß- und Salzwasserökosystemen gleichermaßen gut überleben. Während der Regenzeit leben Mündungskrokodile in Süßwasserflüssen und Bächen. Sie ernähren sich von Fischen wie Barramundi und terrestrischen Arten wie Kängurus und Affen. Während der Trockenzeit schwimmen Mündungskrokodile zu den Flussmündungen und sogar auf das Meer hinaus. Fisch bleibt der Hauptbestandteil ihrer Nahrung. Einige Flussmündungskrokodile sind sogar dafür bekannt, Haie anzugreifen und zu verzehren.
Flussmündungskrokodile haben sich auch an saisonal verschwindende Flussmündungen angepasst. Die Reptilien können monatelang ohne Nahrung auskommen. Flussmündungskrokodile können einfach nicht fressen, wenn die Flussmündung schrumpft und die Nahrung knapp wird.
Flussmündungen und Menschen
Flussmündungen sind hervorragende Orte für das Gemeinschaftsleben. Sie liefern Süßwasser zum Trinken und für die Hygiene. Der Zugang zu Flüssen und Meeren fördert die Entwicklung von Handel und Kommunikation.
In der Tat entwickelten sich die frühesten Zivilisationen der Welt um Flussmündungen. Ur, im heutigen Irak, entwickelte sich um 3800 v. Chr. in der Nähe der Mündung des Euphrat, wo er in den Persischen Golf mündet.
Ur war ein hochentwickeltes städtisches Gebiet mit einer Bevölkerung von mehr als 60.000 Menschen in seiner Blütezeit. Seine Mündung war der wichtigste Hafen am Persischen Golf. Alle Schiffe, die Handelsgüter aus Orten wie Indien und der Arabischen Halbinsel transportierten, mussten Ur passieren. Die Feuchtgebiete und Überschwemmungsebenen der Mündung boten eine reiche Quelle für Wild und ermöglichten die Entwicklung von Bewässerung und Landwirtschaft.
Heute ist Ur eine archäologische Stätte weit im Landesinneren der Küste des Persischen Golfs. Die Landschaft hat sich verändert, und die Mündung des Euphrat ist mehr als 300 Kilometer entfernt.
Viele moderne Städte sind um Mündungsgebiete herum gewachsen, darunter Jakarta, Indonesien, New York City, New York, und Tokio, Japan. Diese städtischen Gebiete haben sich schnell verändert und ihre Flussmündungen durch Landgewinnung, Verschmutzung und Überfischung in Gefahr gebracht.
Landgewinnung
Gemeinschaften haben die Ränder der Flussmündungen seit den Zeiten von Ur für Wohnhäuser und Industrie aufgefüllt. Dieser Prozess wird Landgewinnung genannt.
Jakarta hat mit seinen 10 Millionen Einwohnern eine der höchsten Bevölkerungsdichten der Welt. Um mehr Platz für Häuser und Unternehmen zu schaffen, haben die indonesischen Behörden den Ciliwung-Fluss und die Java-Bucht ausgebaggert. Der Sand und Schlick, der vom Grund des Flusses und des Meeresbodens gebaggert wird, befestigt die Strände der Stadt und schafft neues Land.
Die Landgewinnung hat jedoch ihren Preis. Jakartas Fischerei wird durch das Ausbaggern gestört. Das reduziert die potenziellen Gewinne für Restaurants und Märkte, aber auch für die Fischer.
Die Zerstörung des Ästuars schafft auch die Voraussetzungen für Überschwemmungen. Ästuare stellen eine natürliche Barriere für Ozeanwellen dar, die die Küstenlinie erodieren und Häuser und Geschäfte an der Küste zerstören können. Jakarta ist besonders gefährdet für Tsunami-Schäden, da das Gebiet häufig von Erdbeben heimgesucht wird.
Verschmutzung
Verschmutzung sammelt sich in Flussmündungen. Die Hudson-Raritan-Mündung, wo die Flüsse Hudson und Raritan in den Atlantischen Ozean münden, ist eine der am meisten befahrenen und verschmutzten Flussmündungen der Welt.
Verschmutzungen von Schiffen gelangen regelmäßig in die Hudson-Raritan-Mündung, direkt südlich von New York City. Die Verschmutzung der Mündung durch Treibstoff, Müll, Abwasser und Ballast blieb jahrzehntelang unreguliert.
Abwässer aus der Landwirtschaft und der Industrie in New York und New Jersey trugen ebenfalls zu einer toxischen Mündungsumgebung bei. Industrieabfälle und Pestizide wandern flussabwärts und lagern sich im Wasser und im Sediment des Ästuars ab.
Heute arbeiten strenge Vorschriften und gemeinschaftliche Aktivitäten daran, das Hudson-Raritan-Ästuar zu schützen und wiederherzustellen. Die Wiederherstellung von Austernbänken ist ein wichtiger Teil vieler Projekte.
Austern sind eine Schlüsselart im Mündungsgebiet, Filtrierer, die auf natürliche Weise helfen, Giftstoffe im Wasser zu regulieren. Millionen von Austernbänken begrüßten Henry Hudson, als er 1609 den Fluss betrat. Bis Mitte des 20. Jahrhunderts waren die wenigen verbliebenen Austern jedoch zu giftig für den menschlichen Verzehr. Heute richten mehrere Umweltgruppen Austernbänke ein, um die einheimischen Arten der Region wieder anzusiedeln und die Verschmutzung im Mündungsgebiet zu reduzieren.
Überfischung
Viele Flussmündungen sind überfischt. Der Pazifische Blauflossenthunfisch ist nicht gefährdet, aber sein Verbreitungsgebiet hat sich drastisch reduziert. Japan bietet einen der größten Märkte für Roten Thun, und der Fisch schwamm früher im Mündungsgebiet der Bucht von Tokio.
Blauer Thun ist ein großer, räuberischer Fisch. Sie benötigen einen ausgedehnten Lebensraum und viele Kilogramm Nahrung pro Tag. Als die Bevölkerung Tokios wuchs und die Technologie es einfacher machte, mehr Fisch mit weniger Zeit und Geld zu fangen, schrumpfte die Blauflossenthunfisch-Population in der Bucht von Tokio.
Heute gibt es keine Blauflossenthunfisch-Population mehr in der Bucht von Tokio. Allerdings haben japanische Wissenschaftler eine erfolgreiche Thunfischzuchttechnik etabliert. Die Thunfischzucht hat keinen direkten Einfluss auf die Umwelt im Mündungsgebiet der Tokyo Bay.
Indonesische, amerikanische und japanische Regierungen und Umweltgruppen bemühen sich um eine nachhaltige Entwicklung in den Mündungsgebieten. Nachhaltige Entwicklung zielt darauf ab, die Umwelt zu erhalten und gleichzeitig den wirtschaftlichen Lebensstandard der Menschen zu befriedigen.