Aktuelle Artikel über den Bodensee
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    Analysen aus dem Weltall

    Analysen aus dem Weltall

    Wenn Gewässerforscher einen See erkunden und seine Entwicklung verfolgen wollen, müssen sie regelmäßig im See messen und Proben für chemische Analysen nehmen. Da ist die Vorstellung faszinierend, dass diese Arbeiten von Satelliten aus dem Weltall übernommen werden. Nun müssen die Wissenschaftler „nur“ noch die zur Erde gefunkten Daten auswerten – und schon wissen sie Bescheid, wie es „ihrem“ See geht. Das spart Zeit, Arbeit und Geld, weil die Daten sowieso geliefert werden und teilweise auch frei verfügbar sind.

    Fernerkundung nennt sich diese Methode, die auch die Europäische Union mit ihrem Erdbeobachtungsprogramm Copernicus kräftig unterstützt. Herzstück sind seit 2014 die Sentinel-Satelliten. Wie auch andere Erdbeobachtungssatelliten liefern sie Daten unter anderem im sichtbaren sowie im Infrarotbereich – und damit zum Beispiel auch Informationen über den Chlorophyll-Gehalt von Seen. Chlorophyll-a kommt wie in allen Pflanzen auch im Phytoplankton vor, wo es für die Fotosynthese unentbehrlich ist. Somit gibt dieser Parameter wertvolle Auskünfte über die biologische Entwicklung in einem See.

    Wissenschaftler des Langenargener Instituts für Seenforschung erkunden derzeit in Zusammenarbeit mit anderen Institutionen, wie gut die Satellitendaten mit den Messungen direkt im See korrelieren. Die bisherigen Erkenntnisse sind durchaus erfreulich: Für den Bodensee gibt es bei den Mittelwerten und den Bandbreiten der Messungen für Chloro-phyll-a – wie auch für die Parameter Sichttiefe und Trübung – eine gute bis sehr gute Übereinstimmung. Das Potenzial der Erkundung aus dem Weltall ist dabei beachtlich, weil eine große Datenfülle sowohl in zeitlicher als auch räumlicher Hinsicht verfügbar ist. Dies lässt sich zum Beispiel für die Ergänzung aktueller Messprogramme nutzen.

    Satelliten – wie hier Sentinel-3 – erheben auch Daten zum Zustand von Seen.
    Foto: ESA

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    Quagga-Muschel hat See erobert

    Die Quagga-Muschel hat den Bodensee erobert

    Für Gewässerbiologen – und nicht nur für sie – ist es immer wieder spannend, im Uferbereich des Bodensees größere Steine umzudrehen, um zu schauen, welche Tiere auf der Unterseite leben. In diesem Jahr finden sie dabei häufig die Quagga-Muschel (Dreissenarostriformis), und zwar in teilweise beachtlichen Mengen. Mit ihrer getigertern Färbung erinnert sie an die Dreikant- oder Zebramuschel (Dreissena polymorpha), mit der sie eng verwandt ist.

    Die ursprünglich aus dem Gebiet um das Schwarze Meer stammende Quagga-Muschel wurde erstmals im Jahr 2016 im Bodensee entdeckt. Die größten, damals gefundenen Exemplare waren jedoch mindestens schon vier Jahre alt. Inzwischen hat sie den Bodensee vollständig erobert: Überall dort, wo Taucher und Biologen auf hartem Untergrund – also vor allem auf Steinen – nach ihr suchen, werden sie fündig. Und im freien Wasser lassen sich ihre Larven, von den Biologen Veliger-Larven genannt, bis in große Tiefen von etwa hundert Metern finden. Und das in diesem Jahr nicht mehr nur im Frühling wie in der Vergangenheit, sondern zu allen Jahreszeiten. Larven wie auch erwachsene Muscheln dominieren bei den Probenahmen oft genug die gesamte Lebensgemeinschaft.

    Die Wasserwerke rund um den See beobachten die Entwicklung genau und entwickeln Abwehrstrategien – schließlich besteht die Gefahr, dass sich die Muschellarven in den Rohren für die Entnahme des Rohwassers sowie in weiteren Teilen der Aufbereitungsanlagen festsetzen und Schaden anrichten. Und auch die Internationale Gewässerschutzkommission für den Bodensee (IGKB) widmet der neu eingewanderten Art im Zuge eines regelmäßigen Monitorings große Aufmerksamkeit. Zudem unterstützt sie das umfangreiche Forschungsprojekt „SeeWandel“ mit dem unter anderem die Ausbreitung der Quagga-Muschel und ihre Auswirkungen auf das Ökosystem untersucht wird.

    Auf der Unterseite von Steinen finden sich oft zahlreiche Quagga-Muscheln.
    Foto: Zintz

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    Zwei Seeteile - Zwei Pegelstände

    Im Obersee und im Untersee ist der Seespiegel unterschiedlich hoch – wobei die Differenz in den Pegelständen seit einigen Jahren stetig zunimmt. Ein Team aus Wissenschaftlern untersucht, woran das liegen könnte.

    Seit etwa zehn Jahren wächst die Differenz zwischen den Wasserständen im Obersee und im Untersee sowie zwischen dem Untersee und dem Hochrhein im Ausstrombereich des Bodensees. Für Bernd Wahl, Physiker am Institut für Seenforschung in Langenargen, ist dies „eine spannende Entwicklung, deren Ursachen wir in Kooperation mit Kollegen aus der Schweiz und dem Bereich der Unterwasserarchäologie näher untersuchen“.

    Dass sich die Seenkundler mit Pegelständen und Strömungsverhältnissen im See beschäftigen, hat auch ganz praktische Gründe. So ist die Höhe der Wasserstände für die ökologisch bedeutsamen Ufer- und Flachwasserzonen von großer Bedeutung, genauso wie für verschiedene Nutzungen des Sees, allen voran die Schifffahrt. Hinzu kommt ein wichtiger kulturhistorischer Aspekt: Durch eine verstärkte Erosion des Seegrunds im Uferbereich können prähistorische Siedlungsreste wie beispielsweise die Pfähle steinzeitlicher Pfahlbauten freigelegt und in der Folge zerstört werden. Das war den Archäologen besonders in den Ausstrombereichen des Bodensees aufgefallen.

    So erhöht der Bewuchs mit Wasserpflanzen (Makrophyen) den Wasserstand.

    Als die Seenexperten die Pegeldaten genauer unter die Lupe nahmen, ergab sich für den Zeitraum von 2007 bis 2015 gegenüber der Zeit zwischen 1985 bis 2006 ein deutlicher Anstieg der Differenzen in den mittleren Wasserständen: Zwischen Obersee und Stein am Rhein waren es 24 Zentimeter und zwischen Untersee und Stein am Rhein 11 Zentimeter.

    Die Frage war nun: Nimmt die Differenz in den Pegelständen zu, weil sich das Wasser am Ausfluss der beiden Seeteile staut – oder weil die Wasserstände in den unteren Gewässerabschnitten sinken? Die Analysen ergaben eine klare Antwort: Das Wasser staut sich verstärkt zwischen Obersee und Untersee sowie zwischen Untersee und Hochrhein. Im Hochrhein bei Stein am Rhein sind die Wasserstandsverhältnisse annähernd stabil geblieben.

    Dies könnte zum einen darin liegen, dass sich der Abflussquerschnitt in den Abflussbereichen verringert hat. Zum anderen könnte sich der Fließwiderstand in diesen Bereich erhöht haben, beispielsweise durch Wasserpflanzen. Letzteres scheint der Grund für den Anstieg der Pegeldifferenz zu sein. Das zeigen aktuelle Pflanzenkartierungen, die mit Hilfe von Tauchern, aber auch aus der Luft mit Drohnen durchgeführt wurden.

    Im Bereich der Abflüsse von Obersee und Untersee wachsen verstärkt Wasserpflanzen, die den jeweils darüberliegenden Seeteil aufstauen.
    Foto: Dienst/Mainberger

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    1817 – ein Katastrophenjahr

    Vor 200 Jahren ging es den Menschen am Bodensee sehr schlecht. Am 7. Juli 1817 ereignete sich die schlimmste Überschwemmungskatastrophe seit Jahrhunderten. Wie die historischen Markierungen zum Gedenken an extreme Hochwasserereignisse zeigen, gab es auch seither keinen höheren Wasserstand mehr am See.

    Besonders verheerend war das Geschehen im Einzugsgebiet des Alpenrheins. Dort wurden die Menschen im Jahr 1817 gleich dreimal vom Hochwasser heimgesucht: im Juni, Juli und ganz besonders nach dem 28. August, als der Rhein an zahlreichen Stellen die Dämme durchbrach. Über weite Strecken war die Talsohle damals vom Wasser bedeckt. Es wurde sogar befürchtet, dass der Rhein in Richtung Walensee durchbrechen könnte.

    Es waren vor allem zwei Gründe, die den See und die Flüsse in dieser Zeit so vehement über die Ufer treten ließen. Zum einen waren die Jahre zwischen 1810 und 1822 klimatisch bedingt ungewöhnlich kühl – nur 1818 und 1819 wurden in den Sommerhalbjahren die Durchschnittswerte des 20. Jahrhunderts erreicht. 1816 dagegen hielt sich der Schnee oberhalb von 1800 bis 2300 Meter das ganze Jahr über. Das lag vor allem an der gravierenden weltweiten Abkühlung, die der Ausbruch des indonesischen Vulkans Tambora am 5. April 1815 zur Folge hatte: Seine Aschewolke und seine Schwefelgase absorbierten das wärmende Sonnenlicht, worauf sich die gesamte Erde abkühlte.

    Neben vielen anderen negativen Folgen verschob sich auch die Schneeschmelze weit in den Sommer hinein und 1817 schmolzen zusätzlich die 1816 liegengebliebenen Schneemengen. Hinzu kamen größere Niederschlagsmengen. So nahm das katastrophale Jahr seinen Lauf.

    Die historischen Hochwassermarken im Hafen Bregenz zeigen, wie gewaltig die Überschwemmung 1817 war.
    Foto: Blank

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    Faszinierende Steilwände

    Es ist schon beeindruckend, wie steil es am Bodenseeufer vor Überlingen in die Tiefe geht. Und es ist ein phantastisches Erlebnis, in dieser schönen, zerklüfteten Steilwand zu tauchen. Aber nicht nur Hobbytauchern eröffnet sich dort eine einmalige Steilwand: Auch wissenschaftlich hat dieser Lebensraum eine ungewöhnliche Lebensgemeinschaft zu bieten – weshalb sie auch gerne das Ziel von tauchenden Biologen ist. Besonders beeindruckt die dichte Besiedelung mit Dreikantmuscheln. So berichten Taucher, dass bis zu 8000 Muscheln einen Quadratmeter der Steilwand besiedeln. Der dichte Muschelbesatz dient wiederum anderen Mitgliedern dieses bemerkenswerten lokalen Ökosystems als Lebensgrundlage: anderen Muscheln, Schnecken, Krebsen, Polypen und Süßwasserschwämmen.

    Diese von den Dreikantmuscheln gebildeten „Wandteppiche“ an den Steilufern kommen dadurch zustande, dass die Muscheln sich mit ihren extrem stabilen Haftfäden, Byssus genannt, an den Felsen anheften können. So bilden sie die Grundlage für die Ansiedlung der anderen Tiere – von denen manche auf diese „Aufbauhilfe“ geradezu angewiesen sind. So wachsen zwei der vier bekannten Süßwasserschwämme, die im Bodensee vorkommen, nur auf Muscheln. Die beiden anderen Arten beobachten die Taucher auch direkt auf den Felsen.

    Sobald die Süßwasserschwämme auf den Muscheln aufwachsen, verändern sie ihre äußere Gestalt: Sie entwickeln sich zu kugeligen Gebilden mit einer zentralen Öffnung, die von den Tauchern nicht zu übersehen ist. Die einzigartige Lebensgemeinschaft „Steilwand Bodensee“ soll nun wissenschaftlich näher untersucht werden, und zwar in einer interessanten Forschungskooperation: Mit von der Partie sind neben dem Institut für Seenforschung in Langenargen (ISF) die Wissenschaftliche Tauchgruppe der Universität Stuttgart (WiTUS) sowie das Forschungs- und Medienschiff Aldebaran. Bereits im Juni 2017 haben sich die Aldebaran und das ISF-Forschungsschiff Kormoran zu einer gemeinsamen Aktion getroffen, bei der Schüler mit Unterstützung der Baden-Württemberg-Stiftung die Unterwasserwelt des Bodensees vom Schiff aus erkundet haben.

    Die zentrale Öffnung ist typisch für Süsswasserschwämme, die auf Muscheln wachsen.