Aktuelles aus der Forschung
Vom 10. bis 13. Juni wurden 29 Grundwassermessstellen im gesamten Stadtgebiet von Karlsruhe und dem angrenzenden Wald untersucht. Denn neben Berlin wird im Projekt CHARMANT auch die Stadt Karlsruhe untersucht. Diese dient als Referenz um zu testen, ob die im Forschungsprojekt entwickelten Verfahren auf andere Städte übertragbar sind.
Ergbenisse
Die vor Ort gemessene Grundwassertemperatur betrugen zwischen 11°C unter dem Wald und 16°C unter der Stadt. Die höheren Temperaturen im Stadtgebiet sind wahrscheinlich durch eine dichte städtische Bebauung, Infrastruktur und industrielle/gewerbliche Anlagen verursacht. Ein überlebenswichtiger Parameter für die Grundwasserfauna ist der Gehalt an gelöstem Sauerstoff, der für ein Überleben der Fauna nicht unter 1mg/l fallen sollte. In Karlsruhe finden wir im Grundwasser Werte von ca. 4mg/l unter dem Wald und 2mg/l unter der Stadt. Während sich die Grundwassertemperatur in Karlsruhe seit 2011 kaum verändert hat, ist der Sauerstoffgehalt über die Zeit leicht gesunken.
Für die Untersuchung der Fauna-Proben wird in die Wasserproben im Labor zuerst ein Farbstoff gegeben der die meist farblosen Tiere rosa einfärbt. So können die sehr kleinen Tierchen (oft kleiner als 1mm) unter einem Mikroskop bei 4,5-facher Vergrößerung untersucht werden (s. Abbildung). Die Lebensgemeinschaft unter Karlsruhe besteht zum Großteil aus Krebstieren (Crustaceen) und Ringelwürmern (Oligochäten); zudem kommen auch mikroskopisch kleine Fadenwürmer und Milben vor. Bei den diesjährigen Untersuchungen wurden insgesamt 102 Tiere gefunden, wobei es in den meisten Brunnen nur maximal 13 Tiere auf einmal waren. Eine Ausnahme bildete eine Messstelle am Karlsruher Schloss, in der alleine elf Hüpferlinge und 32 kleine Brunnenkrebse (s. Abbildung) gefunden wurden. Die meisten anderen Messtellen in der Stadt enthielten keine Fauna, beziehungsweise nur wenige Würmer oder Insekten. Im Wald konnten zusätzlich vereinzelt große Flohkrebse (s. Abbildung) gefunden werden, die im Grundwasser meist auf gute Lebensbedingungen hinweisen.
Im Vergleich zu den ersten Beprobungen im Jahr 2011 und 2014 ist die Anzahl an Grundwassertieren jedoch gesunken. Die genaue Ursache hierfür ist noch nicht bekannt. Möglicherweise liegt es an einer geringeren Neubildung von Grundwasser, in Folge zunehmender Bodenversiegelung und/oder sinkender Niederschlagsmengen. Dies kann die Versorgung mit Nahrung und Sauerstoff im Grundwasser erschweren und so die Lebensbedingungen verschlechtern.
Wie wurden die Proben entnommen?
Für die Entnahme der Proben nutzen wir unser Fahrrad mit dem mobilen „Mess-Anhänger“, der alle wichtigen Messgeräte enthält. Hierzu zählt u. a. eine Multiparameter-Sonde mit deren Hilfe parallel Tiefenprofile der Grundwassertemperatur und des Gehalts an gelöstem Sauerstoff aufgenommen wurden. Der Verlauf dieser beiden Parameter über die Tiefe der Grundwassermessstellen sollte Hinweise auf die Qualität des Lebensraums in der Messstelle liefern. Im Anschluss an diese Messungen wurde mit einem Netzsammler – das ist ein kleines Netz mit einem Probengefäß, das an einer Angel bis zum Boden der Messstelle herabgelassen wird – eine Wasserprobe entnommen. Diese Proben wurden dann unter einem Mikroskop im Labor auf mögliche Grundwassertiere hin untersucht. Ziel der Wiederholungsmessungen ist es, zeitliche und räumliche Veränderungen der Grundwasserfauna unter Karlsruhe zu entdecken und zu untersuchen. So erhoffen wir uns das komplexe Ökosystem unter unseren Füßen zukünftig besser verstehen zu können.
Seit den 1980er Jahren wird in Berlin die Temperatur des Untergrundes anhand von Messungen dokumentiert.
Regelmäßige Datenerhebungen sind hierbei von großer Bedeutung, da sie nicht nur den Zustand zu einem bestimmten Zeitpunkt an ausgewählten Messpunkten und Tiefen festhalten, sondern so auch Temperaturveränderungen an den Standorten erkannt werden können.
Die Ursachen für Temperaturveränderungen im Untergrund sind vielfältig. Man muss dabei mindestens zwischen urbanen Nutzungseinflüssen, jahreszeitlich bedingten klimatischen Effekten sowie mittel- bis langfristigen klimatischen Veränderungen unterscheiden. Diese Einflüsse überlagern sich oft, können nicht immer eindeutig getrennt werden und wirken in Abhängigkeit von den geologischen Verhältnissen bis in unterschiedliche Tiefen. Ebenso unterscheiden sich innerstädtische, stark bebaute Areale von grünen Stadtrandbereichen.
Inwiefern die gemessenen Temperaturveränderungen bereits Auswirkungen auf die physikalischen, chemischen und biologischen Verhältnisse im Grundwasser haben und noch haben werden, ist Gegenstand eines BMBF-Forschungsprojektes, das an den Pilotstandorten Berlin und Karlsruhe durchgeführt wird.
Vor diesem Hintergrund wurden im Sommer 2024 im Rahmen des Forschungsprojektes CHARMANT umfangreiche Untergrundtemperaturmessungen im gesamten Bundesland Berlin durchgeführt. Die Untersuchungen wurden von sechs Teams bestehend aus Mitarbeitenden der Berliner Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt, sowie Studierenden und Wissenschaftlern der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg und dem Karlsruher Institut für Technologie vom 13. bis 17. Mai durchgeführt. Hierfür wurden mit Hilfe von elektrischen Kabellichtloten an 241 Grundwassermessstellen die Temperaturen bis in 100 Meter Tiefe gemessen. Aus methodischen Gründen wird die Temperatur des Untergrundes nicht direkt erfasst, sondern indirekt in den mit Grundwasser gefüllten Messstellenrohren gemessen. Wie auch bei den vorherigen Messkampagnen in den Jahren 2020, 2015, 2012 und 2010, werden nun für das Jahr 2024 Karten der Untergrundtemperatur in verschiedenen Tiefenhorizonten (20 m, 40 m, 60 m, 80 m und 100 m unter Geländeoberkante) erarbeitet und zu einem späteren Zeitpunkt mit biologischen und hydrochemischen Datensätzen verglichen.
>> Weitere wichtige Informationen rund um die Temperatur im Berliner Untergrund
Aktuelles aus der Forschung
Temperatur- und Faunamessungen
Vom 10. bis 13. Juni hat das KIT 29 Grundwassermessstellen im gesamten Stadtgebiet von Karlsruhe und dem angrenzenden Wald untersucht. Denn neben Berlin wird im Projekt CHARMANT auch die Stadt Karlsruhe untersucht. Diese dient als Referenz um zu testen, ob die im Forschungsprojekt entwickelten Verfahren auf andere Städte übertragbar sind.
Ergbenisse
Die vor Ort gemessene Grundwassertemperatur betrugen zwischen 11°C unter dem Wald und 16°C unter der Stadt. Die höheren Temperaturen im Stadtgebiet sind wahrscheinlich durch eine dichte städtische Bebauung, Infrastruktur und industrielle/gewerbliche Anlagen verursacht. Ein überlebenswichtiger Parameter für die Grundwasserfauna ist der Gehalt an gelöstem Sauerstoff, der für ein Überleben der Fauna nicht unter 1mg/l fallen sollte. In Karlsruhe finden wir im Grundwasser Werte von ca. 4mg/l unter dem Wald und 2mg/l unter der Stadt. Während sich die Grundwassertemperatur in Karlsruhe seit 2011 kaum verändert hat, ist der Sauerstoffgehalt über die Zeit leicht gesunken.
Für die Untersuchung der Fauna-Proben wird in die Wasserproben im Labor zuerst ein Farbstoff gegeben der die meist farblosen Tiere rosa einfärbt. So können die sehr kleinen Tierchen (oft kleiner als 1mm) unter einem Mikroskop bei 4,5-facher Vergrößerung untersucht werden (s. Abbildung). Die Lebensgemeinschaft unter Karlsruhe besteht zum Großteil aus Krebstieren (Crustaceen) und Ringelwürmern (Oligochäten); zudem kommen auch mikroskopisch kleine Fadenwürmer und Milben vor. Bei den diesjährigen Untersuchungen wurden insgesamt 102 Tiere gefunden, wobei es in den meisten Brunnen nur maximal 13 Tiere auf einmal waren. Eine Ausnahme bildete eine Messstelle am Karlsruher Schloss, in der alleine elf Hüpferlinge und 32 kleine Brunnenkrebse (s. Abbildung) gefunden wurden. Die meisten anderen Messtellen in der Stadt enthielten keine Fauna, beziehungsweise nur wenige Würmer oder Insekten. Im Wald konnten zusätzlich vereinzelt große Flohkrebse (s. Abbildung) gefunden werden, die im Grundwasser meist auf gute Lebensbedingungen hinweisen.
Im Vergleich zu den ersten Beprobungen im Jahr 2011 und 2014 ist die Anzahl an Grundwassertieren jedoch gesunken. Die genaue Ursache hierfür ist noch nicht bekannt. Möglicherweise liegt es an einer geringeren Neubildung von Grundwasser, in Folge zunehmender Bodenversiegelung und/oder sinkender Niederschlagsmengen. Dies kann die Versorgung mit Nahrung und Sauerstoff im Grundwasser erschweren und so die Lebensbedingungen verschlechtern.
Wie wurden die Proben entnommen?
Für die Entnahme der Proben nutzen wir unser Fahrrad mit dem mobilen „Mess-Anhänger“, der alle wichtigen Messgeräte enthält. Hierzu zählt u. a. eine Multiparameter-Sonde mit deren Hilfe parallel Tiefenprofile der Grundwassertemperatur und des Gehalts an gelöstem Sauerstoff aufgenommen wurden. Der Verlauf dieser beiden Parameter über die Tiefe der Grundwassermessstellen sollte Hinweise auf die Qualität des Lebensraums in der Messstelle liefern. Im Anschluss an diese Messungen wurde mit einem Netzsammler – das ist ein kleines Netz mit einem Probengefäß, das an einer Angel bis zum Boden der Messstelle herabgelassen wird – eine Wasserprobe entnommen. Diese Proben wurden dann unter einem Mikroskop im Labor auf mögliche Grundwassertiere hin untersucht. Ziel der Wiederholungsmessungen ist es, zeitliche und räumliche Veränderungen der Grundwasserfauna unter Karlsruhe zu entdecken und zu untersuchen. So erhoffen wir uns das komplexe Ökosystem unter unseren Füßen zukünftig besser verstehen zu können.
Seit den 1980er Jahren wird in Berlin die Temperatur des Untergrundes anhand von Messungen dokumentiert.
Regelmäßige Datenerhebungen sind hierbei von großer Bedeutung, da sie nicht nur den Zustand zu einem bestimmten Zeitpunkt an ausgewählten Messpunkten und Tiefen festhalten, sondern so auch Temperaturveränderungen an den Standorten erkannt werden können.
Die Ursachen für Temperaturveränderungen im Untergrund sind vielfältig. Man muss dabei mindestens zwischen urbanen Nutzungseinflüssen, jahreszeitlich bedingten klimatischen Effekten sowie mittel- bis langfristigen klimatischen Veränderungen unterscheiden. Diese Einflüsse überlagern sich oft, können nicht immer eindeutig getrennt werden und wirken in Abhängigkeit von den geologischen Verhältnissen bis in unterschiedliche Tiefen. Ebenso unterscheiden sich innerstädtische, stark bebaute Areale von grünen Stadtrandbereichen.
Inwiefern die gemessenen Temperaturveränderungen bereits Auswirkungen auf die physikalischen, chemischen und biologischen Verhältnisse im Grundwasser haben und noch haben werden, ist Gegenstand eines BMBF-Forschungsprojektes, das an den Pilotstandorten Berlin und Karlsruhe durchgeführt wird.
Vor diesem Hintergrund wurden im Sommer 2024 im Rahmen des Forschungsprojektes CHARMANT umfangreiche Untergrundtemperaturmessungen im gesamten Bundesland Berlin durchgeführt. Die Untersuchungen wurden von sechs Teams bestehend aus Mitarbeitenden der Berliner Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt, sowie Studierenden und Wissenschaftlern der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg und dem Karlsruher Institut für Technologie vom 13. bis 17. Mai durchgeführt. Hierfür wurden mit Hilfe von elektrischen Kabellichtloten an 241 Grundwassermessstellen die Temperaturen bis in 100 Meter Tiefe gemessen. Aus methodischen Gründen wird die Temperatur des Untergrundes nicht direkt erfasst, sondern indirekt in den mit Grundwasser gefüllten Messstellenrohren gemessen. Wie auch bei den vorherigen Messkampagnen in den Jahren 2020, 2015, 2012 und 2010, werden nun für das Jahr 2024 Karten der Untergrundtemperatur in verschiedenen Tiefenhorizonten (20 m, 40 m, 60 m, 80 m und 100 m unter Geländeoberkante) erarbeitet und zu einem späteren Zeitpunkt mit biologischen und hydrochemischen Datensätzen verglichen.
>> Weitere wichtige Informationen rund um die Temperatur im Berliner Untergrund