Forschen für die Umwelt

Zentraler Forschungsgegenstand des Department Isotopenhydrologie ist der Wasserkreislauf zusammen mit den an ihn gebundenen Stoffkreisläufen des Kohlenstoffs (C), Stickstoffs (N) und Schwefels (S). Im Fokus steht die terrestrische oberflächennahe Hydrosphäre mit Grund- und Oberflächenwasser, die als Schutzgut eine besondere Bedeutung besitzen. Für die Untersuchungen werden insbesondere Isotopenmethoden angewendet und entwickelt. Die vom Department Isotopenhydrologie eingesetzten Methoden nutzen in erster Linie die Isotopenzusammensetzung des Wassers (ausgedrückt durch die zu messenden Häufigkeitsverhältnisse ²H/¹H, ³H/¹H, ¹⁸O/¹⁶O) und seiner C-, N- und S-haltigen Inhaltsstoffe (¹³C/¹²C, ¹⁴C/¹²C, ¹⁵N/¹⁴N, ³⁴S/³²S sowie ¹⁸O/¹⁶O an Nitrat und Sulfat) als natürliche Tracer. Darüber hinaus werden auch die Konzentrationen bzw. Häufigkeitsverhältnisse weiterer natürlicher stabiler (³He, ⁴He, ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr) oder radioaktiver (⁸⁵Kr, ²²²Rn) Isotope bzw. Spurenstoffe (Edelgase, FCKWs, SF₆) unter Nutzung von Kooperationen einbezogen.

Weitere, direkt oder indirekt mit dem Wasserkreislauf verbundene Forschungsgegenstände sind ökologische Archive wie Baumringe und Sedimente. Angewendet werden hier Isotopenmethoden auf der Basis der Bestimmung von ²H/¹H-, ¹³C/¹²C-, ¹⁴C/¹²C-, ¹⁵N/¹⁴C- und ¹⁸O/¹⁶O-Verhältnissen. Mit ihnen als paläoökologische Indikatoren lassen sich Informationen über Stoffkreislaufsituationen in der Vergangenheit abrufen. Diese können als Grundlage für das Verständnis der Vorgänge in der Gegenwart herangezogen werden.