Vom 20.-21.02.2023 fand das zweite DynaDeep Status-Seminar unter Beteiligung aller Teilprojekte sowie der Kooperationspartner Prof. Holger Freund und Prof. Michael Böttcher am Hanse-Wissenschaftskolleg in Delmenhorst statt.

Während des ersten Seminartages wurden vorallem die aktuellen Ergebnisse der verschiedenen Teilprojekte vorgestellt und rege diskutiert. Der zweite Seminartag diente zur Durchführung verschiedener Gruppenarbeiten. In Kleingruppen wurden u.a. die ersten geochemischen Felddaten sowie die Salinitätsmessungen verschiedener Messinstrumente intensiv diskutiert. Des Weiteren tauschten sich die Doktorand*innen über ihre Projekte aus und es wurde an Ideen für die nächste Phase von DynaDeep gearbeitet. Ebenso wurden kommende Sonder-Kampagnen auf Spiekeroog konkretisiert.

Ein besonderer Dank gilt Frau Dr. Doris Meyerdierks und Ihren Kolleg*innen, die die erfolgreiche Durchführung des Status-Seminars am Hanse-Wissenschaftskolleg ermöglicht haben.

Am 31.01.2023 trafen sich alle acht Doktorand*innen aus DynaDeep an der Universität Oldenburg für einen eintägigen Workshop. Unter Anleitung der Teilprojekt-Leiterinnen Hannelore Waska und Jutta Niggemann beschäftigten sich die Doktorand*innen intensiv mit grundsätzlichen Konzepten zum Subterranen Ästuar sowie dessen Bedeutung für das Gesamtprojekt DynaDeep als auch die einzelnen Teilprojekte.

Die ersten regelmäßigen DynaDeep Feld-Kampagnen konnten mit großem Erfolg im Juni, August, Oktober und Dezemeber 2022 durchgeführt werden, nachdem die Messinfrastruktur vorallem in der ersten Jahreshälfte 2022 installiert wurde. Im Turnus von etwa sechs Wochen wurden dazu am Untersuchungsstandort verschiedenste Paramter untersucht.

Mitarbeiter*innen der einzelnen Subprojekte erfassten unter anderem fortlaufend die Entwicklung der Strandmorphologie, analysierten die hydrochemische und mikrobielle Zusammensetzung des Grundwassers sowie der gelösten organischen Materie, untersuchten die Geophysik des Untergrundes und ermittelten Raten verschiedener biogeochemischer Prozesse. Auch kam die Bohrraupe wie geplant zum Einsatz. Der Strandcontainer diente besonders in den Sommermonaten als wichtige Informationsquelle für interessierte Urlauber und Insulaner.

Die letzte Kampagne im Dezember stellte somit den Abschluss eines sehr erfolgreichen Jahres 2022 für das gesamte DynaDeep-Team dar.

Vom 21.-23.09.2022 fand der Internationale Workshop auf Spiekeroog statt. Neben 23 Forscher*innen aus dem DynaDeep-Projekt fanden sich 8 internationale Experten für Strandforschung auf der Insel ein, die aus den USA, Kanada, Spanien, Belgien und Deutschland angereist waren. Die Unterbringung aller Workshop-Teilnehmenden erfolgte im “Haus Quellerdünen”, wobei der Workshop selbst großteils im Forschungszentrum Wittbülten durchgeführt wurde.

Das Workshop-Rahmenprogramm beinhaltete Vorträge aller Teilprojekte zum aktuellen Stand der Dinge sowie inspirierende Vorträge der internationalen Experten zu verschiedensten Forschungs-Aspekten in DynaDeep. Bei stets gutem Wetter ergaben sich immer wieder Diskussionsmöglichkeiten in den vom Forschungszentrum Wittbülten und “Haus Quellerdünen” sehr gut organisierten Pausen sowie in Gruppenarbeiten zu verschiedenen Teilaspekten des Forschungsprojekts. Abgerundet wurde der Workshop durch einen Besuch des Untersuchungstransekts am Strand inklusive Vorstellung der bereits installierten Forschungs-Infrastruktur.

Die konstruktive Workshop-Atmosphäre hat sowohl den inhaltlichen Austausch immens gefördert als auch die Kooperation der Teilprojekte deutlich gestärkt. Somit reiste das gesamte DynaDeep-Team mit vielen wertvolle Inspirationen und Erkenntnissen für die zukünftige Forschungstätigkeit erfolgreich wieder ab.

In zwei separaten Aktionen wurden drei Grundwassermessstellenbündel am DynaDeep-Untersuchungstransekt errichtet. Ende Mai 2022 wurden zwei Messstellenbündel am Dünenfuß sowie an der Hochwasserlinie installiert. Im August 2022 folgte dann die Errichtung des dritten Messstellenbündels an der Mittelwasserlinie. Hierbei kam ein Bohrgerät der Firma Harms auf einem Schiff zum Einsatz.

Die drei Messstellenbündel, welche mit ihren blauen Rohren am Spiekerooger Nordstrand leicht zu entdecken sind, bestehen aus jeweils 4 Grundwassermessstellen, die in 6 m, 12 m, 18 m und 24 m Tiefe verfiltert sind. Dadurch wird eine tiefenspezifische Grundwasserprobenahme ermöglicht. Des Weiteren sind alle Grundwassermessstellen mit Daten-Loggern ausgestattet, die kontinuierlich den Wasserstand, die elektrische Leitfähigkeit sowie die Wassertemperatur messen.

Die Untersuchungen an den Grundwassermessstellen werden von Prof. Dr. Gudrun Massmann, DynaDeep-Teilprojekt P1, koordiniert.

Die Installation des Salzwassermonitoringsystems „SAMOS” fand am 24.05.2022 am Spiekerooger Nordstrand statt. Mittels Bohrgeräten der Fa. Harms wurde das 20 m lange Messsystem, welches vom  Leibniz-Institut für Angewandte Geophysik (LIAG) entwickelt wurde, an der Hochwasserlinie vertikal in einer Tiefe von 1 bis 21 m unter Geländeoberkante verbaut. Letzte Elektronik-Komponenten wurden Anfang Juli 2022 installiert, wonach der reguläre Messbetrieb starten konnte.

SAMOS misst im zweitägigen Abstand die elektrische Leitfähigkeit über die gesamte vertikale Tiefe im Intervall von 25 cm, wodurch Informationen über die Salinität des Grundwassers und die Lokalität der Salz-Süßwassergrenze gewonnen werden können. Des Weiteren wird zeitgleich der Temperaturverlauf im Intervall von 2 m registriert. Die hochaufgelösten SAMOS-Messungen tragen wesentlich zur Untersuchung der dynamischen Prozesse in DynaDeep bei. Geleitet werden die SAMOS-Untersuchungen von Prof. Dr. Mike Müller-Petke, DynaDeep-Teilprojekt P1.

Am 20.05.2022 wurde der DynaDeep-Container an den Hundestrand geliefert und dort am Dünenfuß platziert. Er wird in den Sommermonaten die Bohrraupe sowie weitere Messgeräte und anderes Zubehör der Forscher*innen beherbergen. Außerdem soll der Container als Informationspunkt dienen und Auskünfte über das DynaDeep-Projekt bereitstellen. Dazu werden zeitnah drei Informationstafeln am Container angebracht. Geplante „Strandspaziergänge”, die allen Interessent*innen offen stehen und im Spiekerooger-Veranstaltungskalender angekündigt werden, starten ebenfalls am Container.

Der DynaDeep-Messpfahl wurde am 05.05.2022 in der Nähe der aktuellen Niedrigwasserlinie am Untersuchungstransekt installiert. Der Einbau konnte seeseitig mit Hilfe eines Schiffs des NLWKN erfolgreich durchgeführt werden. Der 7 m hohe Messpfahl beherbergt eine Vielzahl an modernen Messinstrumenten, die kontinuierlich Informationen zu Wasserständen, Wellenhöhen sowie Temperatur und Salinität der Nordsee sammeln. Des Weiteren ermöglichen eine angebrachte Kamera und ein 3-D Laserscanner die akurate Vermessung des Geländemorphologie zur Erfassung von Strandumlagerungen. Informationen zum Wetter werden fortlaufend durch eine eigene Wetterstation gesammelt.

Vom 29. Bis 31. März erfolgte eine Einweisung von Technikern der Universität Oldenburg in die Funktionsweise der eigens für die Forschungsgruppe DynaDeep von der Deutschen Forschungsgemeinschaft angeschafften wissenschaftlichen Bohrraupe.

Dieses spezielle Gerät ermöglicht es, aus bis zu 25 m Tiefe Wasserproben zu entnehmen, die dann in den Laboren der beteiligten Institute auf verschiedene Umweltparameter untersucht werden können. Außerdem lässt sich mit einer Sonde sehr schnell der Salzgehalt des Wassers über das gesamte Tiefenprofil ermitteln.

Mit Hilfe der wissenschaftlichen Bohrraupe wird der Untergrund am Untersuchungsstandort am „Hundestrand“ in den kommenden 2 Jahren mehrmals im Jahr untersucht werden, um ein besseres Verständnis des Ökosystems Strand zu gewinnen.

Zeitgleich nutzten DynaDeep Wissenschaftler*innen vom Leibniz-Institut für Angewandte Geophysik in Hannover geophysikalische Methoden, um von der Oberfläche aus die Salzverteilung im Untergrund bis in eine Tiefe von 40 Metern sichtbar zu machen. Erstes Ergebnis: Eine sehr deutliche mächtige Salzwasserschicht, die aus den schweren Sturmfluten der vergangenen Monate stammt, lässt sich im Untergrund bis zum Dünenfuß verfolgen und überlagert das darunter aus der Süßwasserlinse abströmende Süßwasser.

Mit Hilfe einer Drohne wurde gleichzeitig die Höhe der Geländeoberfläche vermessen. Forschende der Universität Kiel werden so über die nächsten Jahre Erkenntnisse über das Ausmaß der Sedimentumlagerung und der daraus resultierenden Veränderung des Strandes gewinnen. Diese so genannte Morphodynamik wirkt sich auch auf die Grundwasserströmung im Untergrund aus.

Erstaunt waren die Wissenschaftler*innen, wie stark sich der Strand im Vergleich zum Herbst durch die Sturmfluten verkürzt hat. Die Niedrigwasserlinie ist aktuel auf Höhe der ehemaligen Hochwasserlinie anzutreffen. Der Bereich zwischen Hoch- und Niedrigwasserlinie, das so genannte Intertidal, ist deutlich steiler und schmaler. Insgesamt hat sich die Entfernung zwischen Dünenfuß und Niedrigwasserlinie im Vergleich zum Herbst um 50-100 m verkürzt. Über den Sommer wird sich mit Hilfe der Drohne dann beobachten lassen, wie schnell eine erneute Sandanlagerung erfolgt.

Mit dem engagierten Einsatz von sieben Schüler*innen der Hermann Lietz Schule wurden sechs Lysimeter am Nordstrand von Spiekeroog unter leicht widrigen Wetterbedingungen eingebaut. Lysimeter sind etwa 50 cm lange Plastikzylinder, die in einer Tiefe von 80 cm in den Strand eingegraben werden. Durch eine poröse Platte kann Infiltrationswasser in das Innere des Zylinders gelangen. Die Lysimeter wurden entlang des DynaDeep-Transekts zwischen der Springtidenmarke und dem Dünenfuß installiert. Anhand regelmäßigen Ausleerens der Lysimeter und Messung der Leitfähigkeit des gewonnenen Wassers sollen Versickerungsraten während einer Sturmflut quantifiziert werden. Die in der Sturmflutsaison forlaufenden Lysimeter-Untersuchungen werden vor Ort durch die Schüler*innen der Hermann-Lietz-Schule mitbetreut.

Siehe auch Webseite der Hermann Lietz-Schule.

Vom 31.01. bis 04.02.2022 wurden 14 Grundwassermessstellen auf Spiekeroog beprobt. Die Grundwassermessstellen sind in Tiefen von -6 bis -43 mNN in der Süßwasserlinse von Spiekeroog verfiltert, welche das Süßwasser-Endmember für den subterranen Ästuar darstellt. Die Probenahme wurde gemeinsam von den Teilprojekten P1, P3, P4 und P5 durchgeführt.

Detaillierte Analysen der Grundwasserproben werden zu einem besseren Verständnis (i) der Quellen und Eigenschaften gelöster organischer Materie, (ii) des Verhaltens von Spurenmetallen und anderen gelösten Ionen und (iii) der Struktur und Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaften innerhalb der Süßwasserlinse beitragen. Ergebnisse der aktuellen Feldkampagne werden somit den Kenntnissstand basierend auf vorausgegangenen Untersuchungen erweitern.

Nach einer ersten Testkampagne im Sommer 2021 fand im Zeitraum 06.-09.12.2021 die erste reguläre geophysikalische Kampagne durch Teilprojekt P1 an einem Strandtransekt auf Spiekeroog statt. Das Transekt erstreckt sich von der Dünenbasis über den oberen Strand bis in die intertidale Zone. Zur Erfassung der zeitlich-räumlichen Veränderung der Salzverteilung im Untergrund des Strandes werden ab nun Electrical Resistivity Tomography (ERT)-Messungen forlaufend in einem Rhytmus von etwa sechs Wochen durchgeführt. In Ergänzung wird die Topographie zum Zeitpunkt jeder ERT-Messung durch Differential-GPS-Messungen erfasst.

Ab Frühjahr 2022 werden die wiederkehrenden geophysikalischen Messungen durch Porenwasserbeprobungen mittels Direct-Push-Verfahren sowie eine im Strand installierte vertikale Elektrodenkette (“SAMOS”) ergänzt. Dieser multidiziplinäre Ansatz wird erstmalig einen zeitlich und räumlich hochaufgelösten Blick auf die Salzverteilung im Untergrund eines Hochenergiestrandes ermöglichen.

Neben den regelmäßig stattfindenden Online-Webinaren und virtuellen Meetings gab es am 14.10.2021 bei niedrigen Corona-Zahlen ein erstes Kennenlernen aller Projektpartner*innen in Form des DynaDeep Kick-Offs am ICBM, Standort Oldenburg.

Kurzvorstellungen der Teilprojekte mit anschließender Diskussion sowie eine persönliche Vorstellung aller Projektpartner*innen gehörten zum Programm. Der fachliche und persönliche Austausch in gemeinsamen Pausen rundeten die Veranstaltung erfolgreich ab.

Vom 21.-22.07.2021 fand die erste Feldkampagne in DynaDeep statt. Ziel der Teilprojekte P1 und PZ war es zum einen, die hochdynamische Strandmorphologie zu einem Zeitpunkt im Sommer zu erfassen. Dies geschah sowohl mittels Differential-GPS als auch einer automatisierten Dronen-Survey.

Des Weiteren wurden erste Electrical Resistivity Tomography (ERT)-Messung durchgeführt, um die Salz-/Süßwasserverteilung im Untergrund genauer zu ermitteln. Die Ergebnisse der geophysikalischen Untersuchungen sollen unter anderem dazu dienen, die in Modell-Simulationen generierte Salzverteilung mit echten Felddaten abzugleichen.