Exploration endolithischer Habitate der tiefen Aerationszone in Kalkstein-Mergel-Wechselfolgen des Oberer Muschelkalks

Die Aerationszone, die auch schwebende Grundwasserkörper und den Schwankungsbereich des phreatischen Grundwassers umfasst, weist in topographischen Grundwasserneubildungsgebieten große Mächtigkeiten auf. Insbesondere in Sedimentgesteinen bieten vielfältige Gesteinstypen, Hohlraumgefüge und Verwitterungsgrade eine Vielzahl von (Mikro-)Habitaten. Der Beitrag mikrobieller Gemeinschaften im variabel wassergesättigten Regolith und Festgestein der Aerationszone zum unterirdischen Stoffumsatz und Herausbildung der Grundwasserbeschaffenheit ist jedoch nahezu unbekannt (Lehmann & Totsche, 2020). Im Hainich Critical Zone Exploratory wurde die tiefe Aerationszone in geklüfteten Kalkstein-Mergel-Wechselfolgen des Oberer Muschelkalks mittels Explorationsbohrungen und einem Messstellennetz aufgeschlossen. Unsere Dauerbeobachtung unterirdischer Ökosysteme umfasst reguläre Grundwasserprobenahmen, Umweltmonitoring und Überwachung der Wasser- und Stoffflüsse in Böden und Regolith. Habitateigenschaften und mikrobielle Gemeinschaften wurden durch Bohrkernanalysen (Lazar et al. 2019) untersucht. Seltene Einblicke in die dynamische Zusammensetzung von Bakterien- und Archaeagemeinschaften der tiefen Aerationszone waren durch In-situ-Inkubation möglich, die insbesondere auch unter wasserungesättigten Bedingungen in der phreatischen Fluktuationszone erfolgte. Die Oberflächen von inkubiertem Aquifergestein, die Habitate von Kluftoberflächen repräsentieren, zeigten eine hohe Vielfalt zurückgehaltener Mikroorganismen, deutliche Unterschiede zu Gemeinschaften in Böden und Gesteinsmatrices sowie Gattungen, die an harsche Umweltschwankungen im Grundwasserschwankungsbereich angepasst sein können. Die hinsichtlich mikrobieller Bewohner und Funktionen weitgehend unerkundeten Ökosysteme der Aerationszone sollten systematisch exploriert werden.