UFZ-Newsletter April 2014

2 UFZ-Newsletter | April 2014 Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung – UFZ Wie viel Wasser nimmt das Erdreich auf und wie viel gibt es wieder an die Atmo- sphäre ab? Wie viel kann es unter welchen Bedingungen speichern? Wie schnell si- ckern Niederschläge in die Tiefe richtung Grundwasser und wie viel Wasser läuft im Boden oder an seiner Oberfläche direkt in den nächsten Bach? Das alles würden nicht nur Bodenphysiker am liebsten flächen- deckend herausfinden. Schließlich hängt von diesen Vorgängen sehr viel ab – zum Beispiel die biologische Aktivität in den Bö- den, das pflanzenwachstum, der Zustand des Grundwassers und auch ihre Anfällig- keit gegenüber Hochwasser oder Erosion. „Und nicht zuletzt ist der Bodenwasserhaus- halt bislang eine der großen Unbekannten in Wettervorhersagen und in Klimamodel- len, er bestimmt den Wasserdampftrans- port aus dem Boden in die Atmosphäre und auch die Temperatur von Landoberflächen“, sagt Hans-Jörg Vogel. Doch der Weg zum flächendeckenden Verständnis, generel- len Aussagen und zu klaren Empfehlungen ist so steinig wie der Untergrund mitunter selbst. Noch ist es reine Grundlagenfor- schung, die versucht, die prozesse im Klei- nen zu verstehen und Schritt für Schritt auf größere räume zu übertragen. Helles Beige wechselt mit sattem Ocker ab, dazwischen sorgen Braun- und Grautöne für dunklere Schattierungen. prof. Hans- Jörg Vogel hat sich die Luftaufnahme eines Ackers in der Uckermark auf den Bildschirm geholt. Darauf präsentiert sich die nördlich von Berlin gelegene Landschaft in einem aparten Leopardenmuster. Und das ist für Experten wie ihn äußerst verräterisch: „Je- der dieser unterschiedlich gefärbten Fle- cken steht für einen bestimmten Boden mit seinen ganz speziellen Eigenschaften“, er- klärt der Leiter des Departments Bodenphy- sik am UFZ. Da gibt es auf kleinstem raum gröbere und feinere Varianten, humusrei- chere und humusärmere, feuchtere und trockenere. Und diese Vielfalt setzt sich unter der Oberfläche fort. „Je nachdem, wo man ein Loch gräbt, findet man verschie- dene Bodentypen, die sich in ihren physi- kalischen und chemischen Eigenschaften deutlich unterscheiden können“, sagt Hans- Jörg Vogel. Genau das macht die Arbeit für ihn und seine Kollegen so spannend: Die Verteilung von Böden in der Landschaft beeinflusst das komplizierte Zusammenspiel zwischen Wasser und dem porösen Untergrund, das die Forscher zu entschlüsseln versuchen. Unsichtbare Flüsse Die dazu nötigen informationen zu gewinnen, ist allerdings eine recht komplizierte Sache. Schließlich arbeiten Bodenkundler in einem reichlich undurchsichtigen Milieu: Was unter ihren Füßen vor sich geht, können sie nicht direkt beobachten. Zwar gibt es durchaus Messgeräte, die über die elektrischen und magnetischen Eigenschaften von Böden die Bodenfeuchte an verschiedenen Stellen be- stimmen können. „Über die Bewegungen des Wassers weiß man damit aber noch we- nig“, erklärt Hans-Jörg Vogel. Um die zu verstehen, braucht man längere Messreihen – über verschiedene Jahres- zeiten und für die Dauer von Extremereig- nissen – und man muss mehr über den he- terogenen Aufbau des Untergrundes wissen. Denn Wasser kann je nach Bedingungen auf ganz verschiedenen routen durch eine Land- schaft reisen. Nach einem regenschauer kann es zum Beispiel im Boden versickern und auf diese Weise tiefere Schichten errei- chen. Es kann aber auch von der Oberfläche verdunsten oder von pflanzen aufgenommen werden, die es dann über die Blätter wie- der an die Atmosphäre abgeben. Die große Frage ist, welcher Teil des Wassers welchen Weg nimmt. Eine kuppige grundmoränenland- schaft in der Uckermark kurz nach der Bodenbearbeitung, aufgenommen aus der Luft. Die Kuppen sind hell, die erodierten Hänge bräunlich, die nassen Senken grau. Die wissen- schaftler nutzen solche Bilder, um die Verteilung von Bodentypen mit ihren spezifischen Eigenschaften in der Landschaft zu erkennen. (Foto: R. J. Michel, Eberswalde) WiE WASSEr Sich vom AckEr mAchT

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