Unter dem Eis des Baikalsees geht das Leben weiter, weil durch das oft schneefreie Klareis genug Licht in den See dringt. Im Spätwinter bilden Kieselalgen und Dinoflagellaten unter und im Eis Blüten, die das Nahrungsnetz des Sees in Gang setzen. Kleinkrebse beginnen sich zu vermehren, Fische fressen weiter, und die Baikalrobbe bringt auf dem Eis ihre Jungen zur Welt.
Wie viel Licht dringt unter das Eis des Baikalsees?
Unter blankem Eis kommt am Baikal ein beträchtlicher Teil des Sonnenlichts im Wasser an, unter Schnee dagegen fast nichts. Bei Messungen des Limnologischen Instituts im Februar und März 2014 im Südbecken zwischen Bolschije Koty und Listwjanka drangen durch schneefreies, rund 35 Zentimeter dickes Eis gleichbleibend 10 bis 15 Prozent der einfallenden Sonnenstrahlung. Nach einem starken Schneefall Mitte März sank der Anteil an einer der beiden Messstellen auf 5 Prozent. Jewson, Granin und Kollegen hatten 2009 gezeigt, dass schon eine Schneelage von rund zehn Zentimetern etwa 99 Prozent des Lichts zurückhält.
Darin liegt eine Besonderheit des Baikal. Viele zugefrorene Seen der nördlichen Breiten sind im Winter unter Eis und Schnee weitgehend dunkel. Am Baikal fällt dagegen wenig Schnee, und der Wind fegt ihn von großen Flächen. Hampton und Kollegen hoben 2008 hervor, dass der Baikal unter den großen Seen der Erde ungewöhnlich ist, weil er seine höchste Algenbiomasse unter dem Eis hervorbringt. Warum das Eis so durchsichtig ist, erklärt die Seite zum klaren Eis des Baikalsees.
Das Licht ist allerdings ungleich verteilt. Wo Schneewehen liegen oder das Eis bei Wind aus Schollen zusammengefroren ist, bleibt es darunter dunkel, wenige hundert Meter weiter über blankem Eis kann eine kräftige Algenschicht wachsen. Jewson und Kollegen beobachteten genau diesen Unterschied: Unter fast schneefreiem Eis nahm die Algenpopulation zu, unter einer Schneelage von rund zehn Zentimetern ging sie zurück.
Welche Algen wachsen unter und im Eis?
Unter dem Eis wachsen vor allem Kieselalgen, im Frühjahr zunehmend auch Dinoflagellaten. Die wichtigste Art ist die nur im Baikal heimische Kieselalge Aulacoseira baicalensis, deren Zellen zu langen Fäden verbunden sind. Bondarenko und Kollegen beschrieben 2006 ihren Lebenszyklus mit einer Phase unter dem Eis und einer Phase am Seegrund. In Untersuchungen der Jahre 2010 bis 2012 fanden Bashenkhaeva und Kollegen von März bis April unter dem Eis vier vorherrschende Kieselalgen: neben A. baicalensis die verwandte A. islandica sowie zwei Arten der Gattung Synedra. Dazu kamen zwei Dinoflagellaten, eine Form von Gymnodinium baicalense und Peridinium baicalense. An einzelnen Algen der Art A. islandica hafteten im Mittel bis zu 67 Bakterien.
Die Blüte setzt im Südbecken Ende März bis Anfang April ein, wenn die Sonne höher steigt, und erreicht ihren Höhepunkt gegen Ende der Eiszeit. Sie trifft auf einen Vorrat an Nährstoffen, der sich unter dem Eis angesammelt hat: Phosphat, Nitrat, Kohlendioxid und gelöste Kieselsäure, die Kieselalgen für ihre Schalen brauchen. Mit wachsender Einstrahlung siedeln sich Algen und Bakterien zudem an der Grenzfläche zwischen Eis und Wasser und in den Poren des Eises an. Nach Bukin und Kollegen entsteht in dieser Frühjahrsentwicklung der größte Teil der jährlichen Primärproduktion des Sees.
Besonders auffällig sind die Kolonien des Dinoflagellaten Gymnodinium baicalense. Seine Zellen messen rund 30 Mikrometer und bilden im April orangefarbene Massen in Hohlräumen zwischen den senkrechten Eiskristallen und an den Wänden von Rissen. Toda und Kollegen maßen 2019 nahe Listwjanka, dass das Wasser in diesen Hohlräumen Tag und Nacht bei 0 °C blieb, während die Luft zwischen Frost und Plusgraden wechselte. Die Algen bilden dabei große Mengen Dimethylsulfoniopropionat, einen Stoff, den man vor allem von Meeresalgen kennt. Die Forscher deuten ihn als Frostschutz, denn ein Schutz gegen salziges Wasser ist im Süßwasser nicht nötig.
Warum sinken die schweren Kieselalgen nicht ab?
Die Kieselalgen bleiben in der Schwebe, weil die Sonne das Wasser unter dem Eis erwärmt und dadurch eine Umwälzung in Gang setzt. Das klingt widersprüchlich, folgt aber aus einer Eigenheit des Wassers: Es ist bei rund 4 °C am dichtesten. Direkt unter dem Eis hat das Wasser 0 °C, nach unten wird es wärmer, bis auf rund 4 °C. Diese umgekehrte Schichtung ist stabil, solange nichts sie stört.
Dringt Sonnenlicht durch das Eis, erwärmt es das Wasser in den obersten Metern. Wasser von knapp über 0 °C, das sich um ein oder zwei Grad erwärmt, wird dabei dichter und sinkt ab, kälteres steigt nach. So entsteht eine Konvektion, die eine Schicht unter dem Eis durchmischt. Theoretische Arbeiten von Kelley aus dem Jahr 1997 legen nahe, dass erst diese Durchmischung die schweren, unbeweglichen Kieselalgen lange genug im Licht hält. Die Messungen von 2014 zeigen, wie langsam die Erwärmung abläuft: In fünf Metern Tiefe stieg die Wassertemperatur um rund 0,01 °C pro Tag.
Daraus folgt eine doppelte Abhängigkeit. Klares, schneearmes Eis liefert das Licht für das Wachstum und zugleich den Antrieb für die Umwälzung, die die Algen trägt. Liegt viel Schnee, fehlt beides. Wie empfindlich der Baikal darauf reagiert, zeigt sich auch im Sommer: Seit die oberen Wasserschichten wärmer und stabiler geschichtet sind, halten sich die Kieselalgen dort tiefer im Wasser auf als früher.
Was fressen Krebse und Fische im Winter?
Die Algenblüte unter dem Eis setzt auch das tierische Plankton in Gang. Der endemische Ruderfußkrebs Epischura baikalensis, der im offenen See den größten Teil des Zooplanktons stellt, legt nach Untersuchungen von Naumova und Alekseev möglicherweise eine rund dreimonatige Ruhephase seiner Eier ein. Sie beginnt im November und endet Ende Februar, wenn die Algenblüte unter dem Eis einsetzt. Im Winter halten sich die Larven tagsüber vor allem in den obersten zehn Metern auf, die erwachsenen Tiere tiefer. Mehr über diesen Schlüsselorganismus steht auf der Seite über den Ruderfußkrebs Epischura.
Auch am Grund geht die Fortpflanzung weiter. Viele endemische Flohkrebse der Uferzone pflanzen sich gerade im Winter fort, wenn der See unter einer dicken Eisdecke liegt. Bei Eulimnogammarus verrucosus entwickeln sich die Embryonen über den Winter im Ei, versorgt von dessen Dottervorrat, und die Jungtiere schlüpfen im folgenden Frühjahr, wie eine Studie aus dem Jahr 2025 zeigte. Die Eier werden schon im Sommer angelegt, wenn Nahrung reichlich vorhanden ist.
Die Fische bleiben aktiv. Der Omul, der bekannteste Speisefisch des Sees, lässt sich vom Eis aus mit Echoloten erfassen. Irkutsker Forscher haben 2024 auf diese Weise seine Verteilung unter dem Eis untersucht. Die durchscheinenden Golomjankas, nur im Baikal lebende Ölfische, wandern in der Dunkelheit nach oben, um Kleinkrebse zu fressen. Im Winter und Frühjahr sind sie ihrerseits die Hauptnahrung der Baikalrobbe.
Wie verbringt die Baikalrobbe den Winter?
Die Baikalrobbe verbringt den Winter im Wasser unter dem Eis und hält sich dabei Atemlöcher offen, die sie mit den Krallen der Vorderflossen von unten ins Eis kratzt. An der Oberfläche sind die Löcher oft nur 10 bis 15 Zentimeter groß, nach unten weiten sie sich trichterförmig. Ein Tier kann mehrere solcher Löcher unterhalten. Trächtige Weibchen graben im Spätwinter Höhlen in Schneewehen auf dem Eis, oft im Schutz aufgeschobener Schollen, und bringen dort zwischen Ende Februar und Anfang April meist ein Junges zur Welt. Ausführlich beschreibt das die Seite über die Baikalrobbe (Nerpa).
Für die Jungen ist gerade der Schnee wichtig, der den Algen das Licht nimmt. In der Schneehöhle sind sie vor Kälte und vor Fressfeinden wie dem Seeadler geschützt. Der Eiswinter verlangt damit von den Bewohnern des Sees Gegensätzliches: Die Algen brauchen blankes Eis auf großen Flächen, die Robbenjungen ausreichend Schnee in Wehen und an Presseisrücken. Beides gibt es am Baikal nebeneinander, weil der Wind den Schnee von der freien Fläche fegt und an Hindernissen ablagert.
Was bedeuten kürzere Eiswinter für das Leben im See?
Kürzere Eiswinter und veränderte Schneelagen treffen vor allem die Arten, die auf das Eis angewiesen sind. Die eisfreie Zeit am Baikal hat sich nach einer Auswertung von Magnuson und Kollegen über 137 Jahre um 16,1 Tage verlängert, vor allem weil der See später zufriert. Das Wasser der oberen Schicht hat sich nach den Langzeitmessungen vor Bolschije Koty seit 1946 im Mittel um 1,21 °C erwärmt.
Mackay und Kollegen haben 2006 untersucht, wovon die Verbreitung der endemischen Kieselalgen im See abhängt. Die wichtigste Einzelgröße war die Schneedicke auf dem Eis, gefolgt von der Wassertiefe, der Dauer weißen Eises und der gesamten Eisdauer. Für die Zukunft erwarten die Autoren kürzere Eiswinter, weniger Schnee im Frühjahr, mehr Zufluss aus den Flüssen und eine stärkere Schichtung im Sommer. Insgesamt dürfte das den langsam wachsenden Kaltwasserarten Aulacoseira baicalensis und Cyclotella minuta schaden. Das Nahrungsnetz des offenen Sees könnte sich von einem auf endemische Kieselalgen gestützten System zu einem wandeln, in dem winzige Picoplankton-Zellen vorherrschen.
Erste Veränderungen werden bereits beschrieben. Bukin und Kollegen berichten, dass endemische Kieselalgen des offenen Sees zunehmend durch weit verbreitete Arten ersetzt werden, was die Gesamtproduktion senkt. Für die Baikalrobbe gilt der Verlust tragfähigen Eises und schützender Schneewehen als größtes langfristiges Risiko. Wie stark sich der Eiswinter verändert, unterscheidet sich allerdings zwischen den Seeteilen und von Jahr zu Jahr.
Wie wird das Leben unter dem Eis erforscht?
Die längste Messreihe stammt von der Biologischen Station der Universität Irkutsk in Bolschije Koty am Westufer des Südbeckens. Seit 1945 nehmen Biologen rund 2,7 Kilometer vor dem Ufer über etwa 800 Meter tiefem Wasser Proben von der Oberfläche bis in 250 Meter Tiefe, meist alle sieben bis zehn Tage und im Winter durch das Eis. Nur wenn das Eis zu dünn ist, meist im Januar, fallen Proben aus. Die Reihe wurde über drei Generationen von einer Familie Irkutsker Biologen geführt und zählt zu den genauesten limnologischen Langzeitreihen der Welt.
Das Limnologische Institut in Irkutsk betreibt außerdem automatische Messstationen, die im Eis verankert werden. Sie zeichnen über Monate die Temperaturen in Luft, Eis und Wasser auf, dazu das durchdringende Licht, die Schneehöhe und die Dicke des Eises. Für andere Fragen bohren Forscher Löcher ins Eis, um täglich Wasserproben zu nehmen, oder messen mit Echoloten vom Eis aus die Fischbestände. Die Eisdecke dient dabei als Arbeitsplattform, von der aus auch die Module des Neutrinoteleskops Baikal-GVD in die Tiefe abgesenkt werden. Einen Überblick über alle Erscheinungen des Winters gibt die Seite Der Baikalsee im Winter.
Häufige Fragen zum Leben unter dem Eis
Frieren Fische im Baikalsee im Winter ein?
Nein. Unter dem Eis bleibt das Wasser flüssig, direkt an der Eisunterseite bei 0 °C, darunter bis rund 4 °C. Die Fische des Baikal sind an diese Kälte angepasst und fressen auch im Winter.
Gibt es unter dem Eis genug Sauerstoff?
Ja. Das Wasser des Baikalsees ist sehr sauerstoffreich, und unter dem klaren Eis erzeugen die wachsenden Algen im Spätwinter zusätzlichen Sauerstoff.
Warum ist die Eisunterseite manchmal braun oder orange gefärbt?
Die Färbung stammt von Algen, die sich an der Unterseite und in Hohlräumen des Eises ansiedeln. Kieselalgen geben dem Saum einen grünlich-braunen Ton, Kolonien des Dinoflagellaten Gymnodinium baicalense erscheinen orange.
Ist Epischura im Winter verschwunden?
Nein. Im Plankton finden sich das ganze Jahr über Tiere aller Altersstufen. Neuere Untersuchungen deuten aber darauf hin, dass ein Teil der Eier von November bis Ende Februar ruht und sich erst mit Beginn der Algenblüte weiterentwickelt.
Kann man das Leben unter dem Eis mit eigenen Augen sehen?
Am ehesten beim Eistauchen, denn im Spätwinter ist das Wasser unter dem Eis besonders klar. Die Algen selbst sind nur als Färbung oder als feiner Saum an der Eisunterseite zu erkennen, die meisten Tiere des Planktons sind kaum größer als ein Millimeter.
Quellen: Hampton et al. (2008): Sixty years of environmental change in the world’s largest freshwater lake, Global Change Biology 14; Jewson et al. (2009), Aquatic Ecology 43; Aslamov et al. (2021), Sensors 21; Bukin et al. (2020), Scientific Reports 10; Toda et al. (2023), Communications Biology 6; Lipaeva et al. (2025), Ecology and Evolution 15; Bashenkhaeva et al. (2015), Microbial Ecology 70; Mackay et al. (2006), Global Change Biology 12; Bondarenko et al. (2006), Hydrobiologia 568; Naumova und Alekseev (2020), Crustaceana 93; Anoshko, Dzyuba, Makarov (2026), Geography and Natural Resources 47. Stand: Oktober 2026.