Leipzig 2002 – wissenschaftliches Programm

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UP: Umweltphysik

UP 13: Bodenphysik I

UP 13.1: Vortrag

Dienstag, 19. März 2002, 14:45–15:00, HS 11

Luftüberschuss im Grundwasser: Bildung und Anwendung — •Werner Aeschbach-Hertig¹, Urs Beyerle², Johannes Holocher¹ und Rolf Kipfer¹ — ¹EAWAG, Wasserressourcen und Trinkwasser, CH-8600 Dübendorf — ²Universität Bern, Klima- und Umweltphysik, CH-3012 Bern

Die Konzentrationen gelöster atmosphärischer Gase im Grundwasser sind fast immer erhöht gegenüber dem Lösungsgleichgewicht mit der Atmosphäre, wie auf Edelgasen basierende Paläotemperaturstudien gezeigt haben. Die Überschüsse scheinen nicht wie früher vermutet durch vollständige Auflösung eingeschlossener Luftblasen gebildet zu werden. Vielmehr lösen sich die Blasen in der Regel nur teilweise auf und es stellt sich ein neues Gleichgewicht zwischen Blasen und Wasser ein. Über die Details des Gas-Wasser Austausches in der quasi-gesättigten Bodenzone ist aber nach wie vor wenig bekannt. Die Konzentration des Luftüberschusses hängt ab vom Druck, der auf die eingeschlossenen Gasblasen wirkt. Der hydrostatische Anteil am Totaldruck ist ein Mass für die Amplitude der Wasserspiegelschwankungen. Der Luftüberschuss sollte daher letztlich die Variabilität des Niederschlages und der Grundwasserneubildung widerspiegeln. Mehrere Datensätze aus semiariden Gebieten zeigen offenbar klimabedingte systematische Veränderungen im Luftüberschuss. In Niger ergeben Edelgastemperaturen, Luftüberschüsse, und stabile Isotope ein konsistentes Bild der Grundwasserinfiltration in kühleren und feuchteren Phasen der letzten 40’000 Jahre.