Dynamik reaktiver und inerter Gase in Bodenluft und Grundwasser im Kontext der Bestimmung von Edelgastemperaturen

• Antragsteller: Professor Dr. Werner Aeschbach
• Fachliche Zuordnung: Hydrogeologie, Hydrologie, Limnologie, Siedlungswasserwirtschaft, Wasserchemie, Integrierte Wasserressourcen-Bewirtschaftung ; Bodenwissenschaften
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 242597424

Im Grundwasser gelöste (Edel)gase sind bewährte Tracer zur Datierung sowie zur Rekonstruktion von Klimabedingungen in der Vergangenheit. Edelgasstudien der letzen Jahre haben gezeigt, dass ein besseres Verständnis der die Gasgehalte bestimmenden Prozesse bei der Grundwasserneubildung notwendig ist - insbesondere in Hinblick auf die Nutzung von Edelgasen im Grundwasser in der Paläoklimaforschung. In dieser Studie soll daher unter verschiedenen hydrogeologischen und klimatischen Bedingungen die Bedeutung reaktiver Gasprozesse im Untergrund empirisch sowie mit Hilfe von Modellanalysen untersucht werden. Zur Ableitung möglichst allgemeingültiger Rückschlüsse umfasst das Projekt die Einrichtung und anschließende Beprobung von insgesamt 4 verschiedenen Messstellen. Ein detailliertes Verständnis der Wechselwirkung zwischen ungesättigter und gesättigter Bodenzone erfordert die Erhebung eines breiten Spektrums physikalischer und chemischer Parameter. Zwei der Messstellen sollen der Langzeituntersuchung der Gaszusammensetzung von Bodenluft und Grundwasser dienen. Eine weitere Messstelle soll vor allem die Erforschung des bislang noch kaum systematisch untersuchten Phänomens der Grundwasserentgasung ermöglichen. Die vierte Messstelle soll schließlich in einer tropischen Klimaregion eingerichtet werden, um den Einfluss erhöhter Niederschlagsmengen und biologischer Aktivität im Boden zu untersuchen. Die systematisch gesammelten Daten sollen in erster Linie eine Bewertung der Anwendbarkeit sowie gegebenenfalls eine Erweiterung der derzeit diskutierten Modelle für Edelgasgehalte im Grundwasser ermöglichen. Diese Modelle sind von grundlegender Bedeutung für die Methode der Edelgasthermometrie, aber auch wichtig für die Anwendung von Gastracern zur Grundwasserdatierung. Über dieses Anwendungsgebiet hinaus sind die Ergebnisse dieser Studie von Bedeutung für ein besseres Verständnis der für Gase relevanten biogeochemischen und physikalischen Prozesse im Untergrund. Hiermit spricht die Studie ein breites Forschungsgebiet mit praktischer Relevanz an, insbesondere im Hinblick auf Gasreaktionen und -transport an kontaminierten Standorten und bei Sanierungsmaßnahmen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Brasilien
• Beteiligte Person: Professor Dr. Ricardo Hirata