Caratteristiche fisiche e chimiche
Luce e temperatura sono due caratteristiche fisiche chiave di laghi e stagni. La luce del sole viene assorbita, dispersa e riflessa mentre passa attraverso l’atmosfera terrestre, la superficie dell’acqua e l’acqua. La quantità e la qualità della luce che raggiunge la superficie di un lago o di uno stagno dipende da una varietà di fattori, tra cui l’ora del giorno, la stagione, la latitudine e il tempo. La qualità e la quantità di luce che passa attraverso l’acqua del lago o dello stagno è influenzata dalle proprietà dell’acqua, compresa la quantità di particolato (come le alghe) e la concentrazione di composti dissolti. (Per esempio, il carbonio organico disciolto controlla quanto le lunghezze d’onda ultraviolette della luce penetrino nell’acqua).
Luce e vento si combinano per influenzare la temperatura dell’acqua in laghi e stagni. La maggior parte dei laghi subisce un processo chiamato stratificazione termica, che crea tre zone distinte di temperatura dell’acqua. In estate, l’acqua nello strato più superficiale (chiamato epilimnio) è calda, mentre l’acqua nello strato più profondo (chiamato ipolimnio) è fredda. Lo strato intermedio, il metalimnio, è una regione di rapido cambiamento di temperatura. In inverno, il modello di stratificazione termica è invertito in modo che l’epilimnio sia più freddo dell’ipolimnio. In molti laghi, la stratificazione termica si rompe ogni autunno e primavera quando le temperature dell’aria che cambiano rapidamente e il vento causano il mescolamento. Tuttavia, non tutti i laghi seguono questo modello generale. Alcuni laghi si mescolano solo una volta all’anno e altri si mescolano continuamente.
La chimica di laghi e stagni è controllata da una combinazione di processi fisici, geologici e biologici. Le caratteristiche chimiche chiave di laghi e stagni sono la concentrazione di ossigeno disciolto, la concentrazione di nutrienti e il pH. Nei laghi e negli stagni, le fonti di ossigeno includono la diffusione alla superficie dell’acqua, la miscelazione delle acque superficiali ricche di ossigeno a profondità maggiori e la fotosintesi. L’ossigeno viene perso dai laghi e dagli stagni durante la respirazione da parte degli organismi viventi e a causa dei processi chimici che legano l’ossigeno. I due nutrienti più importanti nei laghi e negli stagni sono azoto e fosforo. L’abbondanza di alghe nella maggior parte dei laghi e degli stagni è limitata dalla disponibilità di fosforo, mentre l’azoto e il ferro sono i nutrienti limitanti nell’oceano. L’acidità dell’acqua, misurata come pH, riflette la concentrazione di ioni idrogeno. Il valore del pH della maggior parte dei laghi e degli stagni è compreso tra 4 e 9 (il valore del pH dell’acqua distillata è 7). Alcuni organismi acquatici sono influenzati negativamente da condizioni di basso pH causate dall’azione vulcanica, dalla vegetazione che rilascia acido che circonda i laghi paludosi e dalle piogge acide.