Neutronensonden im Park Sanssouci

Potsdamer Umweltwissenschaftler messen Bodenfeuchte im Weltkulturerbepark

Bericht von Matthias Zimmermann in Portal – dem Potsdamer Universitätsmagazin, Heft 2/2020 („Digitalisierung“), Seite 42–43 (ISSN 1618-6893) – 19-Okt-2020 – Download (PDF)

Sascha Oswald ist Umweltwissenschaftler. Zu seinen Spezialgebieten zählt die Messung und Analyse der Bodenfeuchte mit Hilfe von kosmischer Strahlung (siehe dazu unseren Beitrag „Neutronen zählen für die Umweltforschung🕸). So leitet er derzeit die deutschlandweite DFG-Forschungsgruppe „Cosmic Sense“, deren Ziel es ist, herauszufinden, wie und wo sich Böden nach einem Niederschlag auffeuchten und danach wieder austrocknen – und zwar auch auf größeren Flächen. Die Technologie, die sie dafür entwickelt haben, ist seit Kurzem auch im Park Sanssouci zu finden, nur wenige Hundert Meter von den Gebäuden der Universität entfernt. Hier misst eine der von Oswald und seinem Team konstruierten Sonden die Bodenfeuchte, also das im Boden momentan gespeicherte Wasser. Das Modellprojekt könnte der Stiftung Preußische Schlösser und Gärten (SPSG) dabei helfen, mit den Folgen der großen Trockenheit, unter der viele Pflanzen des Parks seit Jahren leiden, besser umzugehen. Matthias Zimmermann sprach mit Prof. Dr. Sascha Oswald über das Vorhaben.

Sascha Oswald: „Die Stiftung sucht nach Lösungen zum Erhalt der Parks und Gärten, die unter der sommerlichen Trockenheit leiden.“ (Photo: Sandra Scholz)

Sie kooperieren seit Kurzem mit der Stiftung Preußische Schlösser und Gärten. Worum geht es dabei?

Die Stiftung sucht nach Lösungen zum Erhalt der Parks und Gärten, die unter der sommerlichen Trockenheit leiden. Wir möchten zu solchen Lösungen beitragen und wissenschaftliche Messmethoden und Konzepte transferieren, die bisher in anderen Landschaftseinheiten eingesetzt wurden. Diese müssen allerdings noch spezifisch auf die Fragestellungen in Parks und Gärten zugeschnitten werden.

Was ist das Ziel der Zusammenarbeit?

Im Moment gibt es eine Zusammenarbeit, die auslotet, ob unsere spezielle Messmethode im Park Sanssouci einsetzbar ist, ob und wie wir zusätzliche Daten erheben können und auch, was die Parkleitung davon erwarten kann und was nicht. Das eigentliche Ziel ist aber ein Projekt, um das ganze Wassermanagement im Park neu aufzustellen. Ausgehend von einer kontinuierlichen und nichtinvasiven Kartierung der Bodenfeuchte im Park Sanssouci sollen Schäden durch Wassermangel und der Nutzen des Einsatzes von Wasser bewertet werden, um dann eine Reihe von möglichen Maßnahmen zu priorisieren und zielgerichtet einsetzen zu können. Dazu haben wir als ein Konsortium, unter Leitung meiner Kollegin Professor Annegret Thieken, einen Forschungsantrag zusammen mit der Stiftung gestellt.

Wie kam es zu der Kooperation?

Dadurch, dass der Direktor der Stiftung einen Vortrag von mir zum Thema Trockenheit und Wassermangel nicht besuchen konnte, obwohl er dies wollte. Wir haben uns dann einfach später zu zweit zusammengesetzt, um die Thematik zu diskutieren, und haben festgestellt, dass wir hier gemeinsam etwas für die historischen Parkanlagen und Gärten bewirken könnten.

Was messen Sie im Park Sanssouci derzeit ganz konkret?

Jede Sonde misst die Änderung der Wassermenge, die sich in ihrer weiteren Umgebung befindet. Dabei gibt es drei Besonderheiten, die diese Messung einzigartig machen: Erstens deckt die Sonde einen kreisförmigen Bereich von 300 bis 400 Metern Durchmesser ab und eine Messung erfolgt vielfach jeden Tag – über Wochen, Monate und Jahre. Zweitens: Obwohl die Sonde oberhalb des Bodens angebracht ist, können wir Wasser bis in eine Tiefe von fast einem halben Meter erfassen, zumindest bei großer Trockenheit. Drittens lässt sich mit solch einer Messung der mittlere Gehalt an Wasser im Boden quantitativ bestimmen – etwas, wofür man sonst eine Vielzahl von einzelnen Messungen vor Ort bräuchte. Auf der Ebene eines ganzen Parks können wir durch ein Cluster von solchen Sonden dann auch wieder ein räumliches Bild bekommen.

Sascha Oswald: „Im Grunde zählen wir lediglich, wie viele Neutronen jeweils fehlen, weil das Wasser im Boden sie daran gehindert hat, wieder zurück in die Atmosphäre zu kommen.“ (Photo: Sandra Scholz)

Wie funktioniert das?

Das ist fast ein bisschen Science Fiction: Hochenergetische Teilchen aus dem Weltall durchdringen laufend das Magnetfeld der Erde und erzeugen letztlich einen natürlichen Hintergrund an Neutronen an der Landoberfläche. Da diese ungeladen sind, durchdringen sie den Boden vergleichsweise problemlos. Doch Wasser hält sie sehr gut zurück. Im Grunde zählen wir lediglich, wie viele Neutronen jeweils fehlen, weil das Wasser im Boden sie daran gehindert hat, wieder zurück in die Atmosphäre zu kommen.

Wann rechnen Sie mit ersten Ergebnissen?

Das Projekt soll im Sommer 2021 starten. Mit ersten Ergebnissen ist dann im Sommer 2022 zu rechnen – sofern wir eine Förderungszusage durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) bekommen.

Wie lassen sich die Ergebnisse in der Wasserbewirtschaftung des Parks berücksichtigen?

Dies ist auf verschiedenen Wegen möglich, etwa über die Identifikation von Bereichen, die auch in der Tiefe bereits zu trocken sind und bewässert werden müssten. Oder über Kurzzeitvorhersagen der weiteren Austrocknung oder die Erkenntnisse, welche Bereiche aufgrund der Bodeneigenschaften und der Bepflanzung besonders schnell austrocknen und welche nicht. Oder auch über den Erfolg von Maßnahmen, die Verdunstungsverluste zu verringern versuchen. Das sind aber erst einmal nur Ansätze, die wir dann zusammen mit den Partnern im Konsortium ausarbeiten und in die praktische Umsetzung bringen müssen.


Tagesthemen (ARD) RBB Fernsehen

Die Tagesthemen des Ersten Deutschen Fernsehens haben am 16. August 2020 über die Probemessungen berichtet, und die Aktion ist Bestandteil der Dokumentation „Gartenparadiese in Gefahr“, die das RBB-Fernsehen am 25. August 2020 ausgestrahlt hat. Wir haben Ausschnitte aus beiden Sendungen für Sie hier:

Tagesthemen (ARD, 2020) – (MP4, Ausschnitt 02:59 min, HD720, 77 MB)

Gartenparadiese in Gefahr (RBB, 2020) – (MP4, Ausschnitt 08:23 min, HD720, 174 MB)

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