Hydrogeologie
- Wasseralter
- Fließgeschwindigkeiten
- Paläotemperaturen
3He/T - Datierung
Mit dem Niederschlag ist seit den 1960er Jahren radioaktiver Wasserstoff (Tritium) aus den Kernwaffenversuchen in das Grundwasser eingetragen worden. Tritium zerfällt mit einer Halbwertzeit von 12,32 Jahren zu dem Helium-Isotop 3He, so dass man durch die Messung von Tritium und 3He ein Maß für die Zeit erhält, die seit der Infiltration des Wassers vergangen ist. Mit bekanntem Grundwasseralter erhält man Informationen über eine Reihe anderer hydrogeologischer Parameter wie z.B. Fließgeschwindigkeiten, Infiltrationsraten, Umsetzungsraten chemischer Prozesse im Boden. Weiterhin lassen sich Grundwassermodelle damit kalibrieren.
Einen Artikel zur "Datierung mit der 3He-Tritium-Methode am Beispiel der Uferfiltration im Oderbruch" von Jürgen Sültenfuß und Gudrun Massmann (FU Berlin) finden Sie in:
GRUNDWASSER, VOl. 9, Nr. 4 (2004), S 221 - 234, DOI: 10.1007/s00767-004-0055-6
http://www.springerlink.com/index/10.1007/s00767-004-0055-6
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Vergleichen Sie auch hierzu die Links in Grundwasser.
3He/4He Verhältnis
Das 3He/4He Verhältnis wird vor allem genutzt um das durch den Tritium-Zerfall entstandene 3He von atmosphärischem 3He zu trennen. In Verbindung mit der Bestimmung der Tritium-Konzentration im Wasser lässt sich die Zeit seit dem letzten Kontakt des Grundwassers mit der Atmosphäre ermitteln.
4He/20Ne
Das Isotop 20Ne hat keine Quellen im Grundwasser. Dies bedeutet, dass sämtliches Neon im Grundwasser aus der Atmosphäre stammen muss und man somit eine Größe erhält, mit der auch der atmosphärische Anteil des Helium quantifiziert werden kann. Der nicht-atmosphärische Anteil des 4He stammt aus radiogenen Prozessen im Grundwasserleiter. Lässt sich die Freisetzungsrate von radiogenem Helium ermitteln, dann erhält man eine Abschätzung des Alters auch für tritiumfreie, alte Grundwässer.
20Ne/22Ne
Variationen im Ne-20/Ne-22-Isotopenverhältnis sind auf Varitionen der Parameter beim Gaseintrag zurückzuführen. Das Verhältnis gibt Informationen über die Qualität der Probennahme, deren Verarbeitung und Messung.
4He/20Ne/20Ar/20Kr/131Xe
Die Löslichkeit der schweren Edelgase ändert sich mit der Temperatur sehr viel stärker als die der leichten. Dies kann man ausnutzen, um die Wassertemperatur zur Zeit der Infiltration zu bestimmen. So lassen sich auch Jahresmitteltemperaturen von sehr alten Grundwässern ermitteln oder in jungen Grundwässer Hinweise auf die Bildungsregionen erhalten. Die Temperaturen unterscheiden sich je nach Vegetation und Geländehöhe.