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100 Jahre Seenforschung: Was Dinosaurier mit Satelliten zu tun haben

In diesem Jahr begeht das Institut für Seenforschung (ISF) der LUBW sein 100-jähriges Jubiläum. Das im Jahr 1920 zunächst als Initiative von Privatleuten gegründete Institut widmet sich intensiv der Erforschung der Seen in Baden-Württemberg. Erkenntnisse über das Ökosystem See und aktuelle Messdaten helfen heute dabei, die rund 4500 Seen und Weiher Baden-Württembergs zu schützen und ihre wertvollen Funktionen zu erhalten.

Algen gehören zu den ältesten Lebewesen

Mikroskopisch kleine Algen sind eine wichtige Grundlage für das Leben in Gewässern und bereits seit den Anfängen des ISF Gegenstand der Forschung. Einige dieser Algen bevölkerten Gewässer schon zur Zeit der Dinosaurier. Man findet sie als sehr alte Fossilien in Sedimentschichten. Die Cyanobakterien – umgangssprachlich oft als Blaualgen bezeichnet – sind noch älter: Sie gelten als die ältesten Lebewesen, die Photosynthese betreiben. Sicher ist die Evolution auch bei den Algen nicht stehen geblieben, aber viele Algenklassen färbten schon die Gewässer grün als sich dort noch Saurier tummelten.

Algen beeinflussen auch die Grünfärbung des Wassers. Verantwortlich dafür ist ein Molekül, das die zentrale Rolle bei der Photosynthese spielt: Chlorophyll.

Chlorophyll als Zeiger für Algenmenge

Über die Menge an Chlorophyll kann man auch Rückschlüsse darüber ziehen, wie viele Algen in einem Gewässer vorhanden sind. So hat sich die Konzentration dieses grünen Farbstoffes zu einem wichtigen Messwert in der Erforschung und der ökologischen Beurteilung von Seen entwickelt. Heute liefern moderne Messverfahren wie HPLC (High Performance Liquid Chromatography) und Sonden, die die Fluoreszenz der Algen im Wasser messen, teilweise automatisiert Chlorophyll-Messwerte und tragen damit zu einem besseren Verständnis der Gewässerökologie bei.

Diese Methoden der Chlorophyll Bestimmung werden auch als in situ Methoden bezeichnet, da sie in situ – am Ort – angewendet werden. Es werden Wasserproben genommen oder Sonden direkt im See zum Einsatz gebracht.

Satelliten können heute über Grünfärbung Chlorophyllgehalt bestimmen

Eine andere neue Möglichkeit Chlorophyll in Gewässern zu bestimmen, ist die satellitenbasierte Fernerkundung. Bei ihr werden moderne Satelliten in der Erdumlaufbahn genutzt, um die Färbung der Gewässer zu messen und daraus auf die im Wasser enthaltenen Wasserinhaltsstoffe zu schließen. Diese Methode der optischen Fernerkundung macht sich den Umstand zu Nutze, dass Chlorophyll – wie auch andere Wasserinhaltsstoffe z. B. Schwebstoffe – die Farbe des Gewässers beeinflussen. Chlorophyll bestimmt dabei die Grünfärbung des Wassers – grob gesagt, kann man an der Intensität der Grünfärbung erkennen, wie viel Chlorophyll im Wasserkörper enthalten ist.

Satelliten erfassen große Gebiete zeitgleich

Dabei können die Satelliten sehr große Gebiete gleichzeitig erfassen. In den letzten Jahren wurden durch die Europäische Union im Rahmen des Copernicus-Programmes der ESA (European Space Agency) und durch die NASA (National Space Agency) eine Reihe von Satelliten ins All geschossen, die für das Monitoring von Seen geeignet sind. Die Seen können durch diese Satellitenflotte – in Abhängigkeit von der Art der verwendeten Satellitensensoren – mit unterschiedlichen Überflugintervallen beobachtet werden. Größere Seen werden von Satelliten mit mittlerer räumlicher Auflösung alle ein bis zwei Tage erfasst – kleinere Seen bis zu einer Größe von etwa 1 bis 10 Hektar können durch entsprechend höher auflösende Satellitensensoren alle 5 Tage beobachtet werden.

Anhand dieser Satellitendaten können der Gewässerzustand eines Sees bestimmt und zeitliche Veränderungen in der Gewässerqualität registriert werden. Mit den Methoden der satellitenbasierten, optischen Fernerkundung steht ein wertvolles neues Werkzeug für die Beobachtung und den Schutz der Gewässer in Baden-Württemberg zur Verfügung, das die Methoden des in situ Monitorings ergänzt und erweitert.

 

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Mehr Informationen zum Institut für Seenforschung erhalten sie hier: https://www.lubw.baden-wuerttemberg.de/wasser/institut-fuer-seenforschung

 

 

Bildnachweis: TypoArt BS/shutterstock.com