Sr, Ca and Fe isotopes as tracers in hydrological systems

Jedes hydrologische System ist gekennzeichnet durch spezifische geochemische Merkmale wie die hydrochemische Zusammensetzung und Isotopen-Signaturen der gelösten Spezies. Diese charakteristischen Merkmale sind wesentlich von den individuellen geologischen Gegebenheiten abhängig. Die Elemente Strontium, Calcium und Eisen sind lithogener Herkunft. Die Verteilung ihrer Isotope variiert mit Änderung der mineralogischen Zusammensetzung des Einzugsgebietes beziehungsweise Aquifers. Zusätzlich erzeugen kinetische und biologisch induzierte Prozesse in Böden und der Wassersäule Fraktionierungen bei den Isotopen des Calcium und Eisen. Das resultierende Muster enthüllt dabei wichtige Informationen in Bezug auf Lösungstransporte und Quellen gelöster Spezies sowie Auflösungs-Ausfällungs-Kinetik entlang von Fließwegen und Redox-Prozessen. In der geplanten Studie soll die Isotopen-Zusammenstzung des Strontium, Calcium und Eisen unter verschiedenen hydrogeologischen Rahmenbedingungen in Karstregionen und Lockergesteinsaquiferen untersucht werden. Der Vergleich von Isotopen-Signaturen und Fraktionierungsmustern in unterschiedlichen Umfeldern ermöglicht ein grundlegendes Verständnis von anorganischen und biologisch induzierten hydrochemischen Prozessen und der Auswirkungen auf die Wasserzusammensetzung. In Verbindung mit konventionellen Isotopendaten und chemischen Parametern werden hydrologische Massenbilanzierungs-Modelle für die Untersuchungsgebiete entwickelt.