Forschergruppe (FOR) 5094: Dynamik des tiefen Untergrundes von Hochenergiestränden, Teilprojekt: Koordinationsfonds

Description: Subterrane Ästuare sind die Übergangszonen zwischen terrestrischen Aquiferen und dem Meer, in denen sich meteorisches Süßwasser und zirkulierendes Meerwasser mischen und in denen es durch biogeochemische Reaktionen zur Veränderung der Grundwasserzusammensetzung kommt. Somit stellen diese Systeme effektive biogeochemische Reaktoren dar, die die Stoffflüsse in Richtung Meer wesentlich beeinflussen. Die Motivation für das Projekt DynaDeep ist die Tatsache, dass ein Verständnis des Ausmaßes und der Funktionsweise subterraner Ästuare notwendig ist, um die gegenwärtige Dynamik und zukünftige Entwicklung von Ökosystemfunktionen am Land-Meer Übergang zu erfassen. Bislang ist unklar, wie Hydro- und Morphodynamik die Grundwasserströmung beeinflussen. Außerdem wurden die sich daraus ergebenden Konsequenzen für biogeochemische Prozesse und für die Bedingungen als mikrobielles Habitat bislang nicht abgeschätzt. Wir nehmen an, dass der Untergrund von Hochenergiestränden in Bezug auf Grundwasserströmung und -transport sowie assoziierte biogeochemische Prozesse hoch dynamisch ist und von gängigen vereinfachten Modellvorstellungen abweicht. Dieses einmalige mikrobiologische Habitat unterscheidet sich vermutlich grundlegend von den normalerweise stabilen Lebensräumen im Untergrund. DynaDeep wird deshalb Grundwasserströmungsmuster als Funktion hydro- und morphodynamischer Randbedingungen untersuchen. Wir werden abiotische und biotische Umsatzraten organischer Substanz quantifizieren. Umsetzung und Fraktionierung von Spurenmetallen und Metallisotopen sind ebenso Gegenstand der Untersuchungen wie die Diversität und Funktionsweise der mikrobiellen Gemeinschaft. In einem integrativen Ansatz werden sechs Teilprojekte gemeinsam Felduntersuchungen durchführen sowie experimentelle Ansätze und mathematische Modelle entwickeln und nutzen. DynaDeep wird sich in einer ersten Phase zunächst auf einen Standort konzentrieren und ein “Subterranean Estuary Online Observatory” auf der Insel Spiekeroog aufbauen. Die Erkenntnisse werden anschließend in einer zweiten Phase an anderen Standorten überprüft und gegebenenfalls auf diese übertragen. Ultimatives Ziel ist es, die globale Bedeutung tiefer, dynamischer biogeochemischer Reaktoren im Untergrund von Hochenergiestränden für Küstenökosysteme und globale Stoffkreisläufe abzuschätzen.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Ästuar ? Meerwasser ? Island ? Spiekeroog ? Habitat ? Hydrogeologie ? Meereskunde ? Spurenelement ? Organisches Material ? Süßwasser ? Insel ? Grundwasserleiter ? Grundwasserströmung ? Hydrochemie ? Limnologie ? Mathematisches Modell ? Reaktor ? Siedlungswasserwirtschaft ? Meeresgewässer ? Küstenökosystem ? Untergrund ? Hydrologie ? Stoffstrom ? Stoffkreislauf ? Ökosystemfunktion ? Biologie des Meeres ? Chemie des Meeres ? Integrated Water Resources Management ? Integrierte Wasserressourcen-Bewirtschaftung ? Physik des Meeres ? Urban Water Management ? Water Chemistry ?

Region: Lower Saxony

Bounding boxes: 9.16667° .. 9.16667° x 52.83333° .. 52.83333°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Carl von Ossietzky Universität Oldenburg, Institut für Biologie und Umweltwissenschaften (Projektverantwortung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)

Time ranges: 2021-01-01 - 2025-10-02

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Sub project : Coordination Funds
  Description: Subterranean estuaries are hidden connective zones between inland aquifers and the open sea where meteoric freshwater and circulating seawater mix and undergo major biogeochemical changes. Hence, they are considered powerful biogeochemical reactors affecting elemental net fluxes to the sea. DynaDeep is motivated by the fact that we need to understand the extent and functionality of marine-terrestrial interactions in subterranean estuaries, in order to comprehend the current dynamics and future trajectory of ecosystem functioning within the sedimentary land-sea interface. In particular, the effect of hydro- and morphodynamics on subsurface flow and transport is unclear and related consequences on biogeochemical reactions and microbial habitat characteristics have not been investigated. We propose the existence of a so far unexplored biogeochemical reactor within the deep subsurface of high-energy beaches, where dynamic boundary conditions propagate tens of meters into the subsurface leading to strong spatio-temporal variability of geochemical conditions. Subterranean estuaries below high-energy beaches may thus form a unique habitat with an adapted microbial community unlike other typically more stable subsurface environments. DynaDeep will study groundwater flow patterns as a function of hydro- and morphodynamics. It will deliver rates of biotic and abiotic transformation of organic matter and investigate related redox processes. Furthermore, it will assess transformation and fractionation of trace metals and metal isotopes. Microbial interactions with organic matter will be investigated, as well as the diversity and metabolic functioning of microbial communities. Six subprojects will cooperate in joint field campaigns, shared sampling approaches as well as experimental work and use mathematical models in an integrative approach. In the first phase, the subprojects will jointly establish a Subterranean Estuary Online Observatory on the island of Spiekeroog to investigate one core site in detail, before verifying observations at other high-energy sites in a second phase. Ultimately, DynaDeep will elucidate the global relevance of the dynamic deep subsurface of high-energy beaches for coastal ecosystems as well as for carbon, nutrient and trace element cycling. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1138766

Resources

• Webseite zum Förderprojekt

  https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/453314406 (Webseite)

Status

Aktiv

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