Charakterisierung der Salzverteilung- und dynamik unter einem hochenergetischen und meso-tidalen Strand einer Barriereinsel (Spiekeroog, Deutschland)

In der Übergangszone zwischen terrestrischem Aquifer und dem Meer (subterranes Ästuar, STE) mischen sich meteorisches Süßwasser und zirkulierendes Meerwasser. In tidebeinflussten Systemen existiert nach derzeitigem Stand der Forschung basierend auf numerischen Modellierungen und oberflächennahen Salzgehaltsmessungen eine dichte- und tideinduzierte Rezirkulationszelle im salzig bis brackigen Übergangsbereich am Strand. Demnach fließt süßes Grundwasser unterhalb dieser Zelle landseitig Richtung Meer und tritt vermutlich im Bereich der Niedrigwasserlinie aus. Weiterhin gibt es einen Salzwasserkeil, der sich unterhalb des Süßwassers landeinwärts schiebt. Ausprägung und Lage der genannten Kompartimente sind dabei u.a. abhängig von hydraulischen Gradienten und der Topographie. Sedimentäre Umlagerungsprozesse in hochenergetischen Systemen sind besonders stark ausgeprägt und führen zu einer räumlichen und zeitlichen Dynamik der Salzgehalte im Untergrund, die insbesondere in den tiefen Strandbereichen unzureichend untersucht ist.

In der vorliegenden Studie wurden an einem mesotidalen Strand einer Barriereinsel (Spiekeroog, Nordwestdeutschland, Tidenhub 2.7m) Porenwasserlanzen, geoelektrische Messungen und Direct-Push-Sondierungen zur Charakterisierung der Salzverteilung im Untergrund auf unterschiedlichen Skalen angewendet. Mittels der geoelektrischen Messungen und Direct Push-Sondierungen wurden Tiefen von bis zu 20 m unterhalb der Strandoberfläche zwischen Dünenfuß (DF) und Niedrigwasserlinie (NWL) erreicht.

Die hochaufgelösten Salzgehalte zwischen DF und NWL (Geoelektrik) weisen auf die Existenz von mehr als einer salzig-brackigen Rezirkulationszelle am Nordstrand von Spiekeroog hin, die durch die morphologische Besonderheit einer Sandbank zwischen Hochwasserlinie (HWL) und NWL hervorgerufen werden. Demnach tritt meteorisches Süßwasser sowohl in tieferliegenden Bereichen zwischen HWL und Sandbank als auch Richtung NWL aus. Direct Push-Sondierungen im Bereich der HWL bestätigen das Anströmen von brackigem Grundwasser unterhalb der Rezirkulationszelle in einer Tiefe von etwa 15 m. Nichtsdestotrotz gibt es süße Austrittsbereiche, die sich nicht mit der topographischen Lage im Intertidal erklären lassen. Es ist davon auszugehen, dass die Salzverteilung im hochenergetischen und meso-tidalen STE weitaus komplexer ist als zunächst angenommen. Die starke Morphodynamik nimmt Einfluss auf die Grundwasserströmung, sodass sich auch die In- und Exfiltrationsbereiche stetig verschieben oder vielleicht sogar überlappen.