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Die experimentelle Bestimmung der Silikatverwitterung an natürlich gelagerten Bodensäulen aus Cv-Horizonten von Waldstandorten


Kurzzusammenfassung:

Bei langfristiger Betrachtung muss die Silikatverwitterung die gesamte Säurebelastung eines Waldökosystems auffangen, wenn im Boden ökochemisch unerwünschte Folgereaktionen vermieden werden sollen. Die Raten der Silikatverwitterung sind daher hoch sensitive ”Stellschrauben” zahlreicher pedo- und geochemischer Prognosemodelle. Allerdings sind die bislang zur Bestimmung der Silikatverwitterung angewendeten methodischen Ansätze (z.B. Stoffbilanzen oder Einzelmineralverwitterungsversuche) unscharf und unsicher. Wir wollen deshalb in Boden-Mini-Kosmen mit definierten Randbedingungen die Ionenfreisetzung durch Silikatverwitterung messen. Dabei gehen wir zunächst von Bodenhorizonten aus, in denen die Kohlensäure als stärkste Säure die Silkatverwitterung antreibt ("Cv/CO2-Systeme"), da diese pedochemische Bedingungen häufig an der Nahtstelle von Pedo- und Hydrosphäre gegeben ist. Durch frei wählbare CO2-Partialdrücke von 0 bis zu maximalen, bodentypischen Werten kann die hydrolytische Silikatverwitterung von der protolytischen Silikatverwitterung getrennt werden. Als Methode steht uns ein neu entwickeltes, offenes Perkolationsverfahren zur Verfügung, bei dem natürlich gelagerte Bodenaliquote bei realistischer Fließgeschwindigkeit des Wasserfadens und gleichzeitiger Kontrolle des CO2-Partialdruckes in der Bodenluft durchströmt werden können. Bei Anwesenheit stärkerer Säuren ist nicht nur die Silikatverwitterung Ionenquelle für die Bodenlösung, da auch die Änderungen des austauschbaren Ionenpools sowie die Protolyse von Oxiden die Ionenfracht des Bodenwassers beeinflussen. In einem zweiten Schritt werden daher auch komplexere, zur rechnerischen Isolierung der Silkatverwitterungsraten manipulierte "Cv/CO2/Austauscher-" bzw. "Cv/Austauscher/ Oxidprotolyse-Systeme" untersucht.

Laufzeit: 01.04.02 – 30.03.2005