FOR 5094:  Dynamik des tiefen Untergrundes von Hochenergiestränden (DynaDeep)

• Fachliche Zuordnung: Geowissenschaften
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 431491505

Subterrane Ästuare sind die Übergangszonen zwischen terrestrischen Aquiferen und dem Meer, in denen sich meteorisches Süßwasser und zirkulierendes Meerwasser mischen und in denen es bedingt 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 ein fehlendes Verständnis der Funktionssweise subterraner Ästuare unter Hochenergiebedingungen, da Untersuchungen bislang auf Standorte mit niedrigeren Energiebedingungen fokussiert waren. Bislang ist unklar, wie Hydro- und Morphodynamik die Grundwasserströmung beeinflussen. Außerdem wurden die sich daraus ergebenen 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 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. Speziation und Umsetzung 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 aufgebauen. Die Erkenntnisse werden anschließend in einer zweiten Phase an anderen Standorten überprüft und gegebenenfalls übertragen. Ultimatives Ziel ist es, die globale Bedeutung tiefer, dynamischer biogeochemischer Reaktoren im Untergrund von Hochenergiestränden für Küstenökosysteme und globale Stoffkreisläufe abzuschätzen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Internationaler Bezug: USA

Projekte

• Koordinationsfonds (Antragstellerin Massmann, Gudrun )
• Mikrobielle Gemeinschaften: Diversität und metabolische Funktion (Antragsteller Engelen, Bert )
• Morphodynamik, Grundwasserströmung und -transport (Antragstellerinnen / Antragsteller Massmann, Gudrun ;  Müller-Petke, Mike ;  Winter, Christian )
• Organisches Material: Abiotische Umwandlungen und mikrobielle Interaktionen (Antragstellerinnen / Antragsteller Dittmar, Thorsten ;  Niggemann, Jutta ;  Waska, Hannelore )
• Reaktiver Stofftransport (Antragsteller Greskowiak, Janek )
• Spurenelemente und Metallisotope: Transformation und Fraktionierung (Antragstellerinnen Pahnke-May, Katharina ;  Reckhardt, Anja )
• Stoffwechselraten: Von oxischen zu anoxischen Prozessen (Antragstellerinnen / Antragsteller Holtappels, Moritz ;  Kuypers, Marcel ;  Marchant, Hannah )

• Sprecherin: Professorin Dr. Gudrun Massmann