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KiSNet-SGD: Königshafen Submariner Grundwasserzufluss Netzwerk

Laufzeit:
01.03.2020 - 31.12.2023
Gesamtkoordination:
Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ)
Projektleitung (IOW):
Univ.-Prof. Dr.habil. Michael E. Böttcher
Finanzierung:
DFG - Deutsche Forschungsgemeinschaft
Forschungsschwerpunkt:
Schwerpunkt 1: Klein- und mesoskalige Prozesse
Projektpartner:
Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ)
Zentrum für Marine und Atmosphärische Wissenschaften (ZMAW)
Carl von Ossietzky Universität Oldenburg

Angeregt durch zunehmende SGD Forschungsaktivitäten wurde von den Antragstellern im Januar 2016 ein DFG-Rundtischgespräch ("Submarine Grundwassereinleitung - ein unsichtbarer Hotspot des globalen Wandels?") mit nationalen und internationalen SGD-Experten initiiert. Diese Diskussion zeigte, dass die deutsche Wissenschaftsgemeinschaft eine einzigartige Kombination von disziplinären (biogeochemischen, geophysikalischen, biologischen) Blickwinkeln bietet, aus denen submarine Grundwassereinleitungen untersucht werden. Folglich wurde von den Teilnehmern des Runden Tisches der Wunsch nach einer engeren Zusammenarbeit über regionale und disziplinäre Grenzen hinweg geäußert.

Das Rundtischgespräch zeigte, dass die verschiedenen angewandten Methoden in ihrer Funktion/Wirkung über die verschiedenen Disziplinen hinweg teilweise oder vollständig unbekannt waren. Ein weiteres wesentliches Ergebnis des Runden Tisches war, dass es dringend notwendig ist, einen aktualisierten und interkalibrierten Methodenkatalog zu erstellen. Dieser Katalog soll Empfehlungen für optimale disziplinäre Kombinationen zur qualitativen und quantitativen Untersuchung der SGD geben. Er würde eine Standardisierung der SGD-Messmethodik ermöglichen und eine Vergleichbarkeit der Studienergebnisse und in der Folge eine einheitliche SGD-Charakterisierung gewährleisten. Anknüpfend an diese Fortschritte wurde in einem zweiten DFG-Rundtischgespräch (Interregionaler Workshop zur experimentellen Methodenvalidierung von submarinem Grundwasserabfluss) im Februar 2019 von einer breit gefächerten Auswahl von SGD-Experten ein Vergleichsexperiment konzipiert und ein geeigneter Ort identifiziert, an dem alle Methoden angewendet werden können. Das nationale SGD-Netzwerk soll um dieses Experiment herum aufgebaut werden. Das Netzwerk wird insofern einzigartig sein, als die Mehrheit der derzeit landesweit aktiven SGD-Forscher zum ersten Mal an einem groß angelegten Experiment zusammenarbeiten wird. Durch das Ringversuchsexperiment wird unser nationales SGD-Netzwerk gestärkt, und nachfolgende kooperative Folgeprojekte sind in naher Zukunft (5-10 Jahre) vorgesehen. Darüber hinaus wird das Netzwerk einen Methodenkatalog erstellen, in dem die Stärken und Schwächen sowie die Kombinationsmöglichkeiten dargestellt werden. Als wesentliches Ergebnis werden optimale interdisziplinäre Kombinationen für die jeweiligen qualitativen/quantitativen SGD-Untersuchungen vorgeschlagen, um Unsicherheiten zu reduzieren und den Weg für eine standardisierte SGD-Forschung zu ebnen.

Publikationen

  • Wilson S.J., Moody A., McKenzie T., Luijendijk E., Bayani Cardenas M., Sawyer A., Wilson A., Michael H., Xu B., Knee K., Cho H.-M., Weinstein Y., Paytan A., Moosdorf N., Chen-Tung, C., Beck M., Lopez C., Murgulet D., Kim G., Charette M., Waska H., Ibánhez S.P., Gwénaëlle C., Oehler T., Onodera, S.I., Saito M., Rodellas V., Dimova N., Montiel D., Dulai H., Du J., Petermann E., Chen, C.-X., Davis K., Sugimoto R., Wang G., Li, H., Torres A., Demir C., Bristol E., Connolly, C.T., McClelland, J.W., Januario, B., Lamontagne, S., Kumar, B.S.K., Viswanadham, R., Sarma V.V.S.S., Silva-Filho E., Shiller A., Alana Lecher, Tamborski J., Bokuniewicz H., Rocha C., Reckhardt A., Böttcher M.E., Shan J., Stieglitz T., Charbonnier C., Anschutz P., Terrones L.M.H., Babu S., Szymczycha B., Chen X., Jinzhou D., Sadat-Noori M., Niencheski F., Null K., Song B., Anderson I.C., Santos I.R. (2024). Global subterranean estuaries modifiy groundwater nutrient loading to the ocean. Limnol. oceanogr. : methods : , DOI:
  • Arévalo-Martínez, D. L., A. Haroon, H. W. Bange, E. Erkul, M. Jegen, N. Moosdorf, J. Schneider von Deimling, C. Berndt, M. E. Böttcher, J. Hoffmann, V. Liebetrau, U. Mallast, G. Massmann, A. Micallef, H. A. Michael, H. Paasche, W. Rabbel, I. Santos, J. Scholten, K. Schwalenberg, B. Szymczycha, A. T. Thomas, J. J. Virtasalo, H. Waska and B. A. Weymer (2023). Ideas and perspectives: Land-ocean connectivity through groundwater. Biogeosciences 20: 647-662, doi: 10.5194/bg-20-647-2023
  • Böttcher M.E. (2022) An island  - off season. (Frenzel V., Bliemeister, Bliemeister (eds.)) Orte
  • Arévalo-Martínez, D. L., A. Haroon, H. W. Bange, E. Erkul, M. Jegen, N. Moosdorf, J. Schneider von Deimling, C. Berndt, M. E. Böttcher, J. Hoffmann, V. Liebetrau, U. Mallast, G. Massmann, A. Micallef, H. A. Michael, H. Paasche, W. Rabbel, I. Santos, J. Scholten, K. Schwalenberg, B. Szymczycha, A. T. Thomas, J. J. Virtasalo, H. Waska and B. Weymer (2022). Ideas and perspectives: Land-ocean connectivity through groundwater. Biogeosciences Discuss. 2022: 1-27, doi: 10.5194/bg-2022-148
  • Virtasalo J.J., von Ahn C., Jilbert T., Bange H. W., Jenner A., Böttcher M. E., Luoma S. and Lahaye Y.: Multielement, Cl-, CH4, NH4, DIC concentrations and δ2H, δ18O, δ7Li, δ34S,87S/86Sr, δ13C-DIC composition of groundwater, seawater, and pockmark porewater from Hanko SGD site, Finland. PANGAEA (2022), https://doi.org/10.1594/PANGAEA.942547
  • von Ahn, C. M.E., Böttcher, M. E., Dellwig, O., Schmiedinger, I.: Geochemistry investigation of surface beach springs in Meschendorf (Germany), southern Baltic Sea. PANGAEA, https://doi.pangaea.de/10.1594/PANGAEA.943711
  • von Ahn, C. M.E., Böttcher, M.E., Dellwig, O., Schmiedinger, I.: Geochemistry investigation of beach porewater and streams at the coastline of Wismar Bay (Germany), southern Baltic Sea. PANGAEA, https://doi.pangaea.de/10.1594/PANGAEA.943669
  • von Ahn, C. M.E., Böttcher, M. E., Dellwig, O., Schmiedinger, I., Scholten, J.C. : Geochemistry of surface water of Wismar Bay (Germany), southern Baltic Sea. PANGAEA, https://doi.pangaea.de/10.1594/PANGAEA.943718
  • von Ahn, C.M.E., Böttcher, M.E., Dellwig, O., Schmiedinger, I., Scholten, J.C.: Geochemistry of pore water and sediments from Wismar Bay (Germany), southern Baltic Sea. PANGAEA, https://doi.pangaea.de/10.1594/PANGAEA.943750
  • Ehlert von Ahn, C. M., J. C. Scholten, C. Malik, P. Feldens, B. Liu, O. Dellwig, A.-K. Jenner, S. Papenmeier, I. Schmiedinger, M. A. Zeller and M. E. Böttcher (2021). A multi-tracer study of fresh water sources for a temperate urbanized coastal bay (Southern Baltic Sea). Front. Environ. Sci. 9: 642346, doi: 10.3389/fenvs.2021.642346
  • Oehler, T., M. Ramasamy, M. E. George, S. D. S. Babu, K. Dähnke, M. Ankele, M. E. Böttcher, I. R. Santos and N. Moosdorf (2021). Tropical beaches attenuate groundwater nitrogen pollution flowing to the ocean. Environ. Sci. Technol. 55: 8432-8438, doi: 10.1021/acs.est.1c00759
  • Moosdorf, N., M. E. Bottcher, D. Adyasari, E. Erkul, B. S. Gilfedder, J. Greskowiak, A.-K. Jenner, L. Kotwicki, G. Massmann, M. Muller-Petke, T. Oehler, V. Post, R. Prien, J. Scholten, B. Siemon, C. M. Ehlert von Ahn, M. Walther, H. Waska, T. Wunderlich and U. Mallast (2021). A State-Of-The-Art Perspective on the Characterization of Subterranean Estuaries at the Regional Scale. Front. Earth Sci. 9: 601293, doi: 10.3389/feart.2021.601293
  • Böttcher, M. E. and I. Schmiedinger (2021). The impact of temperature on the water isotope (2H/1H, 17O/16O, 18O/16O) fractionation upon transport through a low-density polyethylene membrane. Isot. Environ. Health Stud. 57: 183-192, doi: 10.1080/10256016.2020.1845668
  • Böttcher, M. E., U. Mallast, G. Massmann, N. Moosdorf, M. Müller-Petke and H. Waska (2024). Coastal-Groundwater Interfaces (Submarine Groundwater Discharge). In: Ecohydrological Interfaces. Ed. by S. Krause, D. M. Hannah and N. B. Grimm. 1st ed. Newark: John Wiley & Sons, Incorporated: 123-147, 978-1-119-48966-5