Deutsch (27.2 MB) - Nagra

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Der Umfang der durchgeführten Isotopenbestimmungen
geht im wesentlichen aus Beilage 9.10 hervor.
Die Beilage enthãlt ausgewãhlte Analysenergebnisse,
soweit sie bis Ende 1988 verrugbar waren. Die
angegebenen Messwerte sind Rohdaten, die unter
Berücksichtigung mõglicher Fehlerquellen, wie z.B.
Beeinflussung durch Bohrspü1ung oder Entgasung
bei der Probennahme, interpretiert werden müssen.
Als Ergãnzung zu den Isotopenanalysen an Grundwasserproben
wurden auch Isotopenuntersuchungen
an Bohrkemen der entsprechenden Aquifere bzw.
wasserführenden Zonen des Kristallins durchgeführt.
Im wesentlichen wurden die stabilen Isotope 2H und
18 0, die Kohlenstoffisotope 13C und 14C sowie einige
Isotope der Ur an- und Thorium-Zerfallsreihen
gemessen. Da die Auswertungen (Modellrechnungen)
bei der Abfassung des vorliegenden Berichts
noch nicht vollstãndig vorlagen, muss auf PEARSON
et al. (NTB 88-01) verwiesen werden.
9.6.3 Auswertung
Die Isotopendaten von Weiach werden zusammen
mit den Messwerten aus den übrigen Tietbohrungen
und dem Regionalprogramm Nordschweiz ausgewertet
(NTB 88-01). Im folgenden werden daher nur
eine Auswahl der bisher vorliegenden Ergebnisse
und die daraus resultierenden Interpretationsansãtze
diskutiert.
9.6.3.1 Infiltrationsbedingungen
Die stabilen Isotope 2H und 18 0 im Wassermolekü1
kõnnen unter geeigneten Umstãnden zur Rekonstruktion
der Infiltrationsbedingungen herangezogen
werden, da sie etwas andere physikalische Eigenschaften
(z.B. Dampfdruck) als die normalen Isotope
des Wassermolekü1s (1H, 16 0) aufweisen. Bei Phasenübergãngen
(z.B. bei der Kondensation von Niederschlãgen)
kommt es daher zu einer Fraktionierung,
bei der die schweren Isotope in der verbleibenden
Phase abgereichert werden. Eine direkte
Folge davon ist, dass Niederschlãge um so weniger
schwere Isotopen enthalten, je weiter sie vom Meer
entfernt auftreten. Dieser empirische Zusammenhang
wird als Kontinentaleffekt der Niederschlãge
bezeichnet.
Die Fraktionierung der 2H - und 18 0-Isotope in
Niederschlãgen ist aber auch abhãngig vom Druck
und der Temperatur. Wenn also das Untersuchungsgebiet
relativ weit vom Meer entfemt ist und zudem
ein starkes Relief aufweist, werden die Konzentra-
tionen hauptsãchlich durch die mitt1ere Hõhe des
Einzugsgebiets und weniger durch die Entfernung
zum Meer bestimmt. Generell enthalten Wasserproben
um so weniger schwere Isotope, je hõher das
Niederschlagsgebiet liegt.
Da der globale Wasserkreislauf mit der Verdunstung
von Meerwasser beginnt, werden die durchschnittlichen
Isotopenverhãltnisse 2H/1H und 18 0/ 16 0 im
Meerwasser als Referenzwerte benützt. Die Ergebnisse
von Isotopenbestimmungen am Wassermolekü1
werden üblicherweise als relative Abweichung (õ 2 H,
Õ 18 0 in 0/00) vom durchschnittlichen Isotopenverhãltnis
im Meerwasser (SMOW §.tandard
Mean Ocean Water) angegeben.
Im õ 2 Hjõ 18 0-Diagramm (Beil. 9.11) liegen Messwerte
von Niederschlagswasser mit unterschiedlicher
Entfernung zum Meer im Idealfall auf einer empirischen
Geraden, die als Niederschlagsgerade bezeichnet
wird. In vielen Fãllen sind jedoch die Isotopenverhãltnisse
in Wasserproben, wie erwãhnt, sowohl
vom Kontinentaleffekt als auch von der Hõhe des
Einzugsgebiets abhãngig. Die Messwerte in Niederschlagswasser
aus einem solchen Untersuchungsgebiet
liegen dann im õ 2 H/õ 18 0-Diagramm auf einer
rur das Untersuchungsgebiet spezifischen Geraden.
Die Fest1egung dieser Geraden erfolgt mit Hilfe von
Referenzwerten aus dem Untersuchungsgebiet.
Für die Nordschweiz und die angrenzenden Gebiete
sind die Referenzwerte rur das gegenwãrtige Klima
durch Messungen an obert1ãchennahen Grundwãssern,
Quellen und einigen Oberflãchengewãssern
belegt (SCHMASSMANN et al., NTB 84-21). Für
Zeitrãume, in denen andere klimatische Bedingungen
herrschten, liegen dagegen keine zuverlãssigen
Referenzwerte vor. Deshalb konnte die lokal gültige
Beziehung zwischen den õ 2 H- und õ 18 0-Werten und
den potentiellen Einzugsgebieten einzelner Aquifere
lediglich in bezug auf die heute herrschenden Klimabedingungen
aufgestellt werden. Die Ergebnisse der
õ 2 H- und õ 18 0-Bestimmungen an Wasserproben aus
der Sondierbohrung Weiach (Bei!. 9.11) kõnnen
daher nur mit Vorbehalt und im Vergleich mit anderen
Tiefengrundwãssern aus dem Untersuchungsgebiet
interpretiert werden.
Die Probe aus dem Malm von Weiach weist einen
etwas hõheren õ 2 H-Wert und einen bedeutend hõheren
Õ 18 0-Wert auf als rezente Grundwãsser in der
Molasse und im Jura. Die Probe liegt damit im
õ 2 Hjõ 18 0-Diagramm (Bei!. 9.11) rechts von der Niederschlagsgeraden
(vgl. SIEGENTHALER et al.,
1980) und dem Feld der rezenten Grundwassemeubildung.
Die Referenzwerte für die Zeit, in der das