Projektergebnisse Untersuchungen zur Limnologie - gepris

Projektergebnisse Untersuchungen zur Limnologie - gepris

Untersuchungen zur Limnologie eines aktiven Vulkansees in Ecuador, Laguna
Quilotoa
Antragsteller:
Privatdozent Dr. Günter Gunkel
Technische Universität Berlin
Institut für Technischen Umweltschutz
Fachgebiet Wasserreinhaltung
Straße des 17. Juni 135
10623 Berlin
Telefon: +49 30 31425847
Telefax: +49 30 314-23850
E-Mail: guenter.gunkel tu-berlin.de
Fachliche Zuordnung
Hydrogeologie, Hydrologie, Limnologie, Siedlungswasserwirtschaft,
Wasserchemie, Integrierte Wasser-Ressourcen Bewirtschaftung
Förderung von 2003 bis 2009
Förderung
Projektergebnisse
Erstellungsjahr
2009
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Calderaseen stellen einen häufigen Typ vulkanischer Seen dar, sie entstehen durch den Einsturz des Vulkandoms
in die entleerte Magmenkammer. Nach ausreichendem Eintrag von Geröll und Feinmaterial kann das
Einsturzbecken gedichtet werden (Kolmation) und eine Seebildung kann stattfinden. Calderaseen sind häufig durch
post-vulkanische Aktivitäten wie z. B. die Emission von SO2 oder CO2 geprägt. Insbesondere die CO2 Emission
und Anreicherung in Vulkanseen steht im Zentrum des Interesses, seit es im Lake Nyos; Kamerun, zu einer so
genannten limnischen Eruption von CO2 gekommen ist. In dem Forschungsprojekt wurden die Calderasee von
zwei Vulkanen in Ecuador untersucht, dem Quilotoa und dem Cuicocha, neben einer Risikoanalyse wurde eine
weitergehende Beschreibung der vulkanologischen, geologischen und limnologischen Prozesse der Laguna
Cuicocha durchgeführt. Der Quilotoa weist eine bedeutende Anreichemng von CO2 im Tiefenwasser des Sees auf,
ohne das es zu einer ausgeprägten Dichteschichtung kommt. Somit können keine bedrohlichen CO2
Konzentrationen erreicht werden, die zur limnischen Eruption fuhren könnten. Allerdings findet ein permanenter
diffuser Austrag von CO2 über die Seeoberfläche statt, die bei windstiller Lage zu einer lebensbedrohlichen
Anreicherung voh CO2 in der Luft innerhalb der Caldera führen kann. Der Cuicocha ist geprägt durch
subaquatische Emissionen von hydrothermalen Wasser und durch eruptionsartige Freisetzung von vulkanischen
Gasen, überwiegend CO2. Durch regelmäßige Entgasung des Sees während der Vollzirkulationsphase werden
keine gefährlichen CO2 Konzentrationen erreicht, eine limnische Eruption ist ausgeschlossen. Allerdings weist das
Wasser erhöhte Boratkonzentrationen vulkanischen Urspmngs auf und sollte nicht mehr als Trinkwasser genutzt
werden, Borat überschreitet 10-fach den WHO Richtwert für Trinkwasser. Auch die weitere Verwendung als
Bewässerungswasser in der Landwirtschaft ist wegen der pflanzentoxischen Boratkonzentationen nicht zu
empfehlen. Allerdings ist ein permanenter Wasserverlust des Sees seit einem Erdbeben im Jahre 1987 zu
beobachten, z. Zt. sinkt der Seespiegel um 30 cm pro Jahr und am Gewässergrund sind offene Poren im Geröll am
Seeboden festzustellen. Gelangt dieses versickerte Wasser in Kontakt mit heißem Gestein oder Magma droht eine
phreato-magmatische Eruption des Vulkans; durch ein intensives vulkanologisches Langzeitmonitoring muss diese
Gefährdung weiter abgeklärt werden. In dem Forschungsprojekt konnten verschiedne vulkanologische, geologische
und limnologische Prozesse der Laguna Cuicocha beschrieben werden, u. a. - die Historie des Vulkans mit der
letzten Eruption vor 1400 Jahren, die zur Bildung von vier Vulkandoms innerhalb der Caldera führte, und der
anschließenden Seenbildung vor wenigen Jahrhunderten, - die Bathymetrie des Sees mit der exakten Vermessung
des Calderabodens und der Entwicklung eines digitalen Höhenmodells für den See und den Vulkan, weitere
subaquatische Vulkandome und geologische Spalten konnten nicht ermittelt werden, - die extreme Oligotrophic des
Sees mit einer überwiegend kosmopolitischen Fauna und . Flora, - die hohe Produktivität des Aufwuchses an den
Kraterwänden mit intensiver Calciumcarbonatfällung, - das Auftreten von AI-Polymeren und die Bildung von
Al-Mikokristallen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
(2009) Limnology of the crater Lake Cuicocha, Ecuador, a cold water tropical lake. Int. Rev. Hydrobiol. 94,
103-125
Gunkel, G. & Beulker C.
(Siehe online unter DOI: 101.1002/iroh.200811071)
(2008). Hazards of Volcanic Lakes: Analysis of Lakes Quilotoa and Cuicocha, Ecuador. In: P. Fabian & P.
Lagos. The role of Geophysics in Natural Disaster Prevention. Advances in Geosciences 14, 29-33
Gunkel, G., Beulker, C., Grupe, B. & Viteri, F.
(2007) Der Vulkansee Laguna Cuicocha, Ecuador: Limnologische Bewertung und Risikoanalyse. 322-326.
Erweiterte Zusammenfassungen der DGL Jahrestagtung 2006, Dresden, ISBN 978-3-9805678-8-6, 322 - 326
Gunkel, G., Beulker, C., Bernd G.; Francisco V.
(2005) Mapa Batimetrico Laguna de Cuicocha. Universidad Central del Ecuador, Fac. Eng. en Geologia,
Minas, Petröleos y Ambiental. Quito, Ecuador
Gunkel, G. & Guitierez, M.
(2004) Estudio integral de la Laguna del Volcan Quilotoa: Vulcanologia, limnologia y monitoreo del gas
carbonico. In: Mercure, St., W. Wilson & T. Whillans (eds). Gestion Integral de Cuencas y Asentamientos
Humanos, IMBAKUCHA 2002. 429-439. Abya-Yala, Quito, Ecuador
Gunkel, G., Espin, P. & Lozada, F.
(2004) Las macrofitas de algunos lagos alto andinos del Ecuador y su posible utilizacion como
bioindicatores de eutrofizacion. Revista de Biologia Tropical 52, S29-S31
Kiersch, B., Mühleck, R. & Gunkel, G.
2007 - 2nd Alexander von Humboldt Congerence, Lima, Peru. 4.3.-9.3.2007, The role on Geophysics an
Natural Desaster. Risk analysis of volcanic lakes - Limnic and phreato-magmatic eruption risks in Lake
Cuicocha, Ecuador
Gunkel
2007 - 2nd Alexander von Humboldt Congerence, Lima, Peru. 4.3.-9.3.2007, The role on Geophysics an
Natural Desaster. The volcano Cuicocha, Ecuador: Recent post-volcanic activities and lake formation
B. Grupe, G. Gunkel, F. Viteri, C. Beulker
2006 - Cities on Volcanoes 4, IAVCEI -Cities on Volcanoes Commission, Quito, Ecuador. Accumulation of
carbon dioxide in deep caldera lakes of Ecuador: Evaluation and monitoring of possible gas eruptions
G. Gunkel, F. Viteri, C. Beulker, B. Grupe
2006 - Cities on Volcanoes 4, IAVCEI -Cities on Volcanoes Commission, Quito, Ecuador. The volcano
Cuicocha, Ecuador: Recent post-volcanic activities and lake formation
B. Grupe, F. Viteri, G. Gunkel, C. Beulker
2006 - Jahrestagung Deutschen Gesellschaft für Limnologie, Dresden. Der Vulkansee Laguna Cuicocha,
Ecuador: Limnologische Bewertung und Risikoanalyse
2002 - Primer Encuentro Intercultural para la Gestion Integral de Cuencas y Asentamientos Humanos.
Otavalo, Ecuador. Estudio Integral de la Laguna del Volcan Quilotoa: Vulcanologia, Limnologia y Monitorio
de Gas Carbonico
2002 - Primer Encuentro Intercultural para la Gestion Integral de Cuencas y Asentamientos Humanos.
Otavalo, Ecuador. Estudio integral de la Laguna del Volcan Quilotoa: Vulcanologia, limnologia y monitoreo
del gas carbonico
Espin, P., Tamayo, F. L. & Gunkel, G.
DFG-Verfahren
Internationaler Bezug
Beteiligte Person:
Sachbeihilfen
Ecuador
Professor Dr. Perdo G. Espin Mayorga; Bernd Grupe;
Dr.-Ing. Wolfgang Schulz
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