Hainich Critical Zone Exploratory

Das Hainich-Exploratorium stellt die zentrale Forschungsplattform im DFG-Sonderforschungsbereich AquaDiva dar.

Bodenwassermessstelle (Acker)

Foto: Robert Lehmann

Das Hainich-Exploratorium zur Erforschung der "Critical Zone"

Das HCZE ist Teil eines internationalen Netzwerkes von Langzeituntersuchungsstandorten (sogen. „Critical Zone Observatories“), wobei unser Hauptaugenmerk auf den unterirdischen Kompartimenten und Stoffflüssen im Kontinuum Boden-Aerationszone-Phreatische Zone liegt.

Im Sonderforschungsbereich AquaDiva stellt das Hainich-Exploratorium die zentrale Forschungsplattform dar, das stellvertretend für Kabonatgestein-Grundwasserlandschaften (bzw. Grundwasserressourcen in Festgestein) untersucht wird. Das HCZE liegt in NW-Thüringen und erstreckt sich vom Eichsfeld über Teile des Nationalparks Hainich bis nach Bad Langensalza. Es nimmt ein Teileinzugsgebiet der Unstrut ein und weist alle Landnutzungen unserer Kulturlandschaften auf. In folgender Abbildung sind die Lage und wichtige Komponenten unseres Monitoringmessnetzes (Ausschnitt) dargestelt.

Lage und Ausschnitt des HCZE mit wichtigen Messstellen
Foto: aus Lehmann et al. 2021 (License Number, Elsevier: 5234850578340)

Besonderheiten des Langzeituntersuchungsgebietes

Unsere Beobachtungspunkte in der Critical Zone
Foto: Hydrogeologie/R. Lehmann

AquaDiva und das HCZE haben einen starken Fokus auf die unterirdischen Kompartimente der Critical Zone um deren Bedeutung für die Kopplung der oberirdischen und unterirdischen Biogeosphäre zu erforschen.

Die z.T. einzigartigen Aufschlüsse unterirdischer Kompartimente und Monitoringvorrichtungen des Lehrstuhls für Hydrogeologie tragen auch der Situation Rechnung, dass in der Umwelt- und Critical Zone-Forschung diese wichtigen Kompartimente und Komponenten weitgehend vernachlässigt werden.

Unsere Forschungsschwerpunkte umfassen u.a.:

Aerationszone innerhalb topographischer Erhebungen (Grundwasserneubildungsgebiete)
Gesamtheit mobiler Substanzen (Total Mobile Inventory) in Boden- und Grundwasser

Publikationen (Auswahl)

Lehmann, K., Lehmann, R., Totsche, K. U. (2021) Event-driven dynamics of the total mobile inventory in undisturbed soil account for significant fluxes of particulate organic carbon. Sci. Total Environ. 756, 143774, doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.143774Externer Link

Lehmann, R., Totsche, K. U. (2020) Multi-directional flow dynamics shape groundwater quality in sloping bedrock strata. Journal of Hydrology 580, 124291. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2019.124291Externer Link

Lazar, C. S., Lehmann, R., Stoll, W., Rosenberger, J., Totsche, K. U., Küsel, K. (2019) The endolithic bacterial diversity of shallow bedrock ecosystems. Science of the Total Environment 679: 35-44. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.04.281Externer Link

Kohlhepp B., Lehmann R., Seeber P., Küsel K., Trumbore S. E., Totsche K. U. (2017) Aquifer configuration and geostructural links control the groundwater quality in thin-bedded carbonate-siliciclastic alternations of the Hainich CZE, central Germany. Hydrol. Earth Syst. Sci. 21, 6091-6116. https://doi.org/10.5194/hess-21-6091-2017Externer Link