Meromiktiline veekogu

Meromiktiline veekogu on veekogu (enamasti järv), mis kevadel ega sügisel täielikult ümber ei kihistu.
Meromiktilised järved.
Kihistumise tüübi aluselt jaotatakse järved erinevatesse klassidesse. Suurem osa maailma järvi on holomiktilised ehk segunevad täielikult vähemalt ühel korral aastas ning veeringlus ühtlustab toiteainete ja hapniku hulga veesambas. Märkimisväärne osa Maa järvedest on aga püsivalt kihistunud. Eriti kuuluvad nende hulka suured ning väga sügavad järved nagu näiteks Kaspia meri, Baikal, Tanganyika ning paljud teised, kus puudub piisavalt tugev väline jõud, segamaks omavahel erineva tihedusega veekihte.
Kuid on ka mitmeid väiksemad järvi, mis ei segune tsirkulatsiooniperioodil täielikult, sest tuulte mõju ja konvektsioon jäävad liiga nõrgaks. Selliseid järvi nimetatakse meromiktilisteks ja püsiv kihistumine võib olla tingitud tuulte eest varjatuse, morfoloogiliste ja hüdroloogiliste iseärasuste ning teravatest tihedusgradientidest. Meromiktilistes järvedes toimub tsirkulatsioon vaid pindmises, suhteliselt väikese mineraalsusega veekihis ehk miksolimnionis. Kõige põhjalähedasemas kihis paikneb segunemisest väljajääv monimolimnion. Nende vahel asub suurte kontsentratsioonigradientidega kemokliin.
Meromiktilise järve mõiste tõi esimest korda järveteadusesse Ingo Findeneeg 1930. aastal, kui ta Austrias Kärtneri järvede uurimisel avastas, et osades neist toimub segunemine vaid piiratud ulatuses veesambast. Veesamba temperatuurijaotuse poolest on meromiktilised ja holomiktilised järved sarnased.
Findenegg eristas holo- ja meromiktilisi järvi selle põhjal, et holomiktilised segunesid vähemalt ühel korral aastas. Teiste autorite arvates peaks kihistus püsima aastaid või aastasadu, kuid täpset määratlust pole ka nemad andnud. Samuti tuleb meeles pidada veel seda, et tõeliste meromiktiliste järvedega võrreldes on palju laiemalt levinud ebaregulaarse segunemisega järved, kus tavaoludes holomiktiline järv jätab vahele ühe või mitu segunemisperioodi, mida nimetatakse osaliseks või mittetäielikuks meromiksiaks.
Meromiksia tekkimine.
Meromiksia tekkepõhjuseid on palju ning kõigi erinevate meromiksia vormide kujunemise puhul on olulisteks teguriteks morfoloogilis-hüdroloogilised näitajad, näiteks järve suhteline sügavus ja veevahetuseks kuluv aeg. Seega peaksid pika viibeajaga järved, mille pindala on ainult mõni hektar, kuid sügavus ulatub paarikümne meetrini, muutuma suure tõenäosusega meromiktilisteks. Selline morfoloogiline meromiksia kujuneb enamasti välja vulkaani-, karsti- või söllijärvedes. Siiani on kõige levinum Hutchinsoni klassifikatsioon, mille järgi võib meromiksia olla ektogeenne, kreogeenne või biogeenne.
Peamiseks kihistumise teguriks meromiktsete järvede puhul on lahustunud ainetest, mitte temperatuurist, tingitud tiheduse erinevused. Miksolimnioni ehk kõige ülemise kihi, ning monimolimnioni omavaheline üleminek toimub vaid mõnekümne sentimeetri paksuses kihis, mis moodustab nende vahele terava gradiendi. See gradient võib olla põhjustatud tihedusest, soolsusest või keemilisest erinevusest, vastavalt nimetatakse neid pükno-, halo- ja kemokliiniks. Tihti kutsutakse seda gradienti üldistavalt kemokliiniks. Meromiksia saab tekkida kui tuulte mõju ja konvektsioon ei ole piisavalt tugevad, et segunemine ulatuks põhjani. Eeldused selleks loovad suured tihedusgradiendid, varjatus tuulte eest või morfomeetrilised ning hüdroloogilised iseärasused. Sellised segunemistüübiga järved on maailmas suhteliselt haruldased, Eestis on sellisteks järvedeks Kooraste Linajärv, Holstre Linajärv ja Kaussjärv. Kõige levinum alavorm sellest on tavaolukorras holomiktiline järv, mis on jätnud vahele ühe või mitu segunemisperioodi. Sellist nähtust kutsutakse osaliseks või mittetäielikuks meromiksiaks ja sellist tüüpi esindab Eestis näiteks Verevi järv. Meromiktiliste järvede monimolimnionis on füüsikalis-keemilised tingimused võrreldes epilimnioniga hoopis erinevad, mis soodustavad peale üldisele isoleeritusele ka mitmesuguste ainete akumuleerumist sinna.
Akumulatsiooni soodustavaid tegureid on kolm. Esiteks puudub monimolimnionil otsene kokkupuude atmosfääriga, mistõttu seal puudub lahustunud hapnik ja leidub rohkelt redutseeritud ühendeid. Teiseks avaldab monimolimnionile mõju veesamba hüdrostaatiline rõhk, mis soodustab näiteks gaaside lahustumist. Kolmandaks on selle tihti afootilise veekihi soojusvahetus atmosfääriga suurel osal takistatud. Seega on suurem osal juhtudest monimolimnion külm, tihti pime ja hapnikuta keskkond, mis sarnaselt keldriga sobib teatud ainete säilitamiseks.
Kui kihistumine peaks aga kaduma, pääseksid lahustunud mineraalsed toiteained eufootilisse veekihti, mille tagajärjeks oleks massiline planktonvetikate vohamine.
Ektogeenne meromiksia.
Ektogeense meromiksia korral toimub mageda vee jõudmine soolajärve või soolase vee kiire sissetung mageveejärve, nii et moodustub veekogu, kus mageveekiht katab soolase ja tihedama veega monimolimnioni. Lahustunud mineraalained suurendavad kihistumise seisukohalt oluliselt vee tihedust. Soolsuse erinevus 10 mg/l võrra põhjustab sama suure tiheduserinevuse, kui on nelja- ja viiekraadise vee vahel. Ektogeenselt meromiktilisi järvi kohtab kõige enam mererannikul, kus tormid või merevee tõus ujutavad estuaarijärved üle soolase veega. Väikestes sisemaajärvedes võib meromiksiat põhjustada ka inimtegevus, näiteks järvega piirnevate teede soolatamine talvel või alepõletus järve valgalal. Üks ektogeense meromiksia tähelepanuväärsemaid näiteid on Must meri, kus umbes 9000 aastat tagasi pärast pikka „järve“-faasi algas Vahemerest soolase vee sissetung. Praegu on Must meri, mille kemokliini soolsus jääb vahemikku 18–20‰, maailma suurim meromiktiline veekogu.
Kreogeenne meromiksia.
Kreogeenne meromiksia on üks ektogeense meromiksia alamtüüpe, kus põhjaallikatest voolab järve põhjakihtidesse mineraalainerikast ja suurema tihedusega vett. Sääraste järvede esindajaid võib arvukalt leida Euroopast, näiteks Saksamaal Eifeli mäestikus asuvad maarijärved. Ka Eestis on neid paikades, kus järvedesse suubuvad karbonaadirikkad põhjaallikad. Seda tüüpi meromiktilisi järvi on leitud veel Alaska siseosast, kus maa-alused allikad toovad soolast vett sügavatesse ja väikestesse järvedesse. Sellised järved asuvad lohkudes, mis on tekkinud külmunud mineraalses pinnases kujunenud jäise tuumaga kühmude ehk pingode sulamisel.
Endogeenne meromiksia.
Endogeense ehk biogeense meromiksia korral suureneb mineraalainete (karbonaatide ja toiteainete) kontsentratsioon hüpolimnionis orgaanilise aine lagunemise tõttu. Enamasti ei suurene mineraalainete hulk stagnatsiooniperioodil nii kiiresti, et see takistaks kevadist või sügisest segunemist, kuid väga sügavates ja väikestes järvedes, mis on tuulte eest varjatud, võib segunemine siiski ära jääda. Kui see protsess peaks korduma, on elektrolüütide kontsentratsioon juba nii suur, et järv muutub püsivalt meromiktiliseks. Peaaegu kõik ülisügavad ekvatoriaalsed järved, nagu näiteks Tanganjika ja Njassa, on endogeenselt meromiktilised. Parasvöötme kontinentaalse kliimaga piirkondades, kus on talved väga karmid, on biogeenne meromiksia tavaline ka väikese pindala ja mõõduka sügavusega tuulte eest varjatud järvedes.
Asukohad.
Vaatamata meromiksia nähtuse pikaajalisele tuntusele on teadaolevalt meromiktiliste järvede arv maailmas suhteliselt väike, jäädes pisut alla 200. Selle järgi võib oletada, et meromiksia on võrdlemisi harvaesinev nähtus, kuid niisuguste järvede arv kasvab pidevalt tänu inimtegevusele. Näiteks muutuvad paljud kaevandusveekogud meromiktilisteks tänu suurele sügavusele ja soolsusele.
Eesti meromiktiliste järvede kohta on teave üpriski väike. Samas viitab osade järvede temperatuurijaotuse omapära võimalikule meromiksiale. Nagu näiteks on väga sügava (24,5 m), kuid väikese (1,9 ha) Kaussjärve süvakihtide temperatuur korralikult alla 4 °C. Magneesiumisisaldus põhjakihis üle viie korra suurem kui pinnakihis ning rauasisaldus isegi 14 korda suurem. Biogeense meromiksia üheks näiteks Eestis on Kooraste Linajärv. Seda väikest tuulte eest varjatud pehmeveelist järvekest kasutati varem linaleotuseks. Selle tulemusena on põhjakihtides toiteinete sisaldused väga suur (kogufosfor üle 1000 mg/m³ ja kogulämmastik üle 5000 mg/m³).
Verevi järv Elvas esindab osaliselt meromiktset veekogu, mis jätab kevadel tihti segunemise vahele. Seal on põhjuseks varjatus tuulte eest, mineraalainerikkad allikad ja suur toitesoolade hulk hüpolimnionis. Verevi järve peeti pikka aega dimiktiliseks järveks, kuid 2000. ja 2001. aastal läbi viidud kõikehõlmavas ökosüsteemi uuringus, avastati Verevi järve osaliselt meromiktiline seisund, mis võib olla põhjustatud soojadest varasematest kevadetest. Leiti, et enamustel aastatel kihistus järv kohe pärast jää sulamist ja ei segunenud lõplikult läbi ka pärast lühikest homotermilist perioodi.