In der Pfingstwoche 2024 fand die Geländeübung im Rahmen des Moduls "Hydrogeophysik" des Masterstudiengangs Physik der Erde und Atmosphäre statt. Die mehrtägige Exkursion führte die Studierenden und Lehrenden auf die ostfriesische Insel Spiekeroog. Die autofreie Insel liegt im Nationalpark Niedersächsischen Wattenmeer und ist über eine Fährverbindung aus Neuharlingersiel zu erreichen.
Im Rahmen des Moduls „Hydrogeophysik“ sollen die Studierenden die Anwendung geophysikalischer Messverfahren zur Charakterisierung hydrologischer Strukturen und Prozesse kennenlernen und das erworbene Wissen in der Geländeübung anwenden. Dies umfasst ebenfalls, sich mit der Funktionsweise geophysikalischer Messgeräte auseinanderzusetzen, sowie die anschließende Auswertung und Interpretation der gemessenen Daten.
Mit den zur Verfügung stehenden Messgeräten sollten Fließ- und Transportprozesse im oberflächennahen Untergrund betrachtet werden. Die genaue Fragestellung bezog sich auf die Süßwasser-Salzwasser-Grenzfläche des Grundwassers der Insel und ihre Gezeitendynamik.
Die angewendeten Messverfahren waren die geoelektrische Widerstandstomographie (engl. Eletrical resistivity tomography, kurz ERT), das Bodenradar (engl. Ground penetrating radar, kurz GPR) und die Elektromagnetische Induktion (engl. Electromagnetic induction, kurz EMI). Das Messgebiet für die Geländeübung umfasste in diesem Jahr den Norden und Nordwesten der Insel.
Zusätzlich zu den studentengeführten Messungen hat unser wissenschaftlicher Mitarbeiter und Doktorand Kristoffer Kerkhof unser Eigenpotential-Messnetzwerk weiter ausgebaut. Ziel dieser Forschungsaktivitäten ist die minimal-invasive Überwachung von Gezeitendynamiken im Untergrund.
Zum Hintergrund der Messungen:
Süßwasser hat eine hohe Relevanz für die Umwelt und die Bevölkerung. Auf der Insel Spiekeroog wird die Trinkwasserversorgung durch eine unterhalb der Insel liegende Süßwasserlinse sicher gestellt. Diese entstehen, weil Süßwasser eine geringere Dichte als Salzwasser hat. Die Linse wird durch Niederschlag, der durch die Dünen auf der Insel versickert, gespeist. Mit einer maximalen vertikalen Dicke von 45 bis 50 Metern, erstreckt sich die Süßwasserlinse unter dem Hauptdünenbogen im nordwestlichen Teil der Insel. Zwischen dem vorhandenen Süß- und Salzwasser stellt sich ein hydrodynamisches Gleichgewicht ein. Da viele Faktoren, wie beispielsweise Vegetation, Niederschlag aber auch zu hohe Förderraten, dieses Gleichgewicht stören können, wird die Süßwasserlinse unter Spiekeroog ständig überprüft.
Interessant sind in diesem Zusammenhang die Strömungsmuster von Niederschlag, der in den Boden eindringt und der Einfluss der Gezeiten auf die Strömungen im Untergrund.
