Auswirkungen von anthropogenen Einflüssen auf einen Küstengrundwasserleiter am Beispiel des Ems-Ästuars

Im ostfriesischen Moormerland sind Einflüsse auf einen Küstengrundwasserleiter zu finden. Zum einen wird der Tidefluss Ems durch Ausbaggerungen und den Betrieb des Emssperrwerks bei Gandersum stark bewirtschaftet, zum anderen bewirken das Wasserwerk Tergast in unmittelbarer Umgebung der Ems sowie der durch die Entwässerungsverbände künstlich erniedrigte Grundwasserspiegel ein hydraulisches Gefälle von der Ems hin zum Binnenland. In mehreren Projekten wurden von 1999 bis 2013 die hydrochemische Beschaffenheit und die hydraulischen Bedingungen untersucht, um die zukünftige Entwicklung des Küstengrundwasserleiters abzuschätzen. Mit den Umwelttracern Tritium, Helium-3, Helium-4, Argon-39 und Kohlenstoff-14 konnte nachgewiesen werden, dass die heutige Verteilung von höher und gering mineralisierten Grundwässern das Resultat einer Überprägung des älteren, anthropogen unbeeinflussten Grundwasserströmungsfeldes durch ein jüngeres, anthropogen verändertes Strömungsfeld ist. Modellrechnungen zeigen, dass im Laufe der nächsten Jahrhunderte die Relikte des älteren Strömungsfeldes vollständig durch höher mineralisierte Grundwässer, die der künstlich induzierten Abflussrichtung folgen, überprägt werden.

A 2600-year record of past polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) deposition at Holzmaar (Eifel, Germany)

Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are a proxy for climate- and human-related historical fire activity which has rarely been used beyond 1800 AD. We explored the concentration and composition patterns of PAHs together with other proxies (charcoal, C, N, S, δ13C, δ15N, and δ34S) in a sediment core of Holzmaar as indicators of variations in climate and anthropogenic activity over the past 2600 years. The concentrations of pyrogenic PAHs remained low (< 500 ng g− 1) from the pre-Roman Iron Age (600 BC) until the first significant increases to ca. 1000–1800 ng g− 1 between 1700 and 1750 AD related to regional iron production. The highest increases in pyrogenic PAH concentrations occurred with industrialization peaking in the 1960s. PAH concentrations in most recent sediments decreased to pre-industrial levels because of emission control measures and the switch from coal to oil and gas as major fuel sources. Fluxes of PAHs (mg km− 2 yr− 1) increased in the order Migration Period and Early Middle Ages < pre-Roman Iron Ages < Roman era < High Middle Ages and Renaissance < pre-industrial modern period < industrial modern period. The changes of PAHs fluxes in pre-industrial times parallel known changes in local, regional and continental anthropogenic activity and climatic variations or their interactions across these historical periods. Perylene, a mainly biologically produced compound, was the dominant PAH in pre-industrial times. The Migration Period and the Early Middle Ages witnessed the most profound and simultaneous changes to the sedimentary organic matter properties in the past 2600 years including the lowest PAH fluxes because of reduced human activity and more negative δ13C and δ15N values probably in response to colder and wetter conditions.

Globale Temperaturvariabilität der letzten 2000 Jahre

Neue 2000-jährige Temperaturrekonstruktionen für sieben Landregionen der Erde zeigen einen deutlichen Wechsel zwischen einem wärmeren ersten und einem kühleren zweiten Jahrtausend. Die Abkühlung der Kleinen Eiszeit erfolgte auf den Südkontinenten mit Verzögerung. Sie dürfte maßgeblich durch Serien von großen Vulkaneruptionen und durch fast gleichzeitig aufgetretene Einbrüche bei der solaren Leuchtstärke beeinflusst worden sein. Die hohen Temperaturmittel des 20. und 21. Jahrhunderts sind mit großer Wahrscheinlichkeit während der letzten 1400 Jahre global nicht erreicht worden. Die Erwärmungsphase im 20. und 21. Jahrhundert ist in erster Linie das Resultat des anthropogenen Treibhauseffektes.