Trinkwasser ist weltweit das Lebensmittel Nummer eins und unersetzlich. Rund 4,5 Milliarden Kubikmeter werden jährlich bundesweit verbraucht. Dabei stammen mehr als zwei Drittel aus dem Grundwasser. Doch wenn der Regen ausbleibt, fehlt es auch hierzulande mitunter bereits an ausreichend Nachschub. Im Projektes „AquaDiva“ untersuchen Forscher seit 2013, wie Klimawandel, intensive landwirtschaftliche Nutzung und Umweltverschmutzung auf das Grundwasser wirken. Nun ist die Arbeit für weitere vier Jahre gesichert. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) unterstützt das Vorhaben mit weiteren 9,5 Mio. Euro.

Grundwassersystem im Visier

In Sonderforschungsbereich (SFB) „AquaDiva“ arbeiten Wissenschaftlern der Uni Jena, das Max-Planck-Instituts für Biogeochemie (MPI-BGC), des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (IPHT) und des Helmholtz Zentrums für Umweltforschung (UFZ) zusammen. Der Name des Projektes ist dabei Programm. Im Fokus steht sowohl das Wasser als auch die Diversität. Dabei haben die Wissenschaftler vor allem die „kritische Zone“ im Blick. Dabei handelt es sich um den Bereich, der in der bodennahen Atmosphäre beginnt und sich bis zu den Grundwasserleitern erstreckt. „Dieser Lebensraum ist noch immer kaum erforscht“, erklärt die geschäftsführende Direktorin des MPI-BGC, Susan Trumbore. Sie macht deutlich, dass gerade die Wechselbeziehung dieses unterirdischen Lebens mit den physikalischen und geochemischen Bedingungen im Untergrund für die Wasser- und Stofftransporte und damit für die Qualität des Grundwassers eine entscheidende Rolle spielen.

Forschungssplattform zur Mess- und Probenentnahme

Im Rahmen der ersten Förderphase wurde daher ein Areal in Hainich in Thüringen zu einer Forschungsplattform– das Hainich Critical Zone Exploratory (CZE) mit hochmodernen Anlagen zur  Messung und Probenentnahme eingerichtet. „Mit diesem ca. 25 Quadratkilometer großen Untersuchungsgebiet, das in weltweit einzigartiger Weise mit einer Vielzahl unterschiedlicher und neuartiger Mess- und Probenahmeeinrichtungen ausgestattet ist, haben wir die einmalige Möglichkeit, Wasser- und Stoffproben aus den unterirdischen Kompartimenten, den Böden und dem Grundwasser zu gewinnen und zu charakterisieren“, erklärt Uwe Totsche, Hydrologe der Universität Jena.

Extreme Wetterereignisse beeinflussen Parameter

Aus unterschiedlicher Tiefe und zu unterschiedlichen Zeiten wurden Wasserproben entnommen und mit Hilfe moderner Hochdurchsatzmethoden, wie hochauflösender Massenspektrometrie und DNA-Sequenzierung, analysiert. Auf diese Weise erhielten die Forscher chemische und biotische „Fingerabdrücke“ der einzelnen CZE-Messstationen. „Die ersten umfassenden Datensätze zeigen, dass sich die untersuchten Parameter von Messpunkt zu Messpunkt, im Jahresverlauf und nach extremen Wetterereignissen deutlich unterscheiden“, erklärt Kirsten Küsel, Direktorin des Instituts für Ökologie der Uni Jena.

Klimawandel verändert Grundwassersystem

In der zweiten Förderphase wollen die Forscher daher die Mechanismen klären, die zu den Standort-Unterschieden führen. Auch soll die Forschungsplattform nunmehr auch für andere Wissenschaftlern offen sein. Eines scheint aber jetzt schon klar: „Auch weisen die Daten daraufhin, dass die im Zuge des Klimawandels veränderten Niederschlagsbedingungen zu Veränderungen im Grundwassersystem führen“, betont der Jenaer Hydrologe Uwe Totsche.

bb