Edelgasthermometrie im Tiefenwasser des Kivusees mit Löslichkeiten von Edelgasen bei höheren Temperaturen

In natürlichen Gewässern werden Edelgaskonzentrationen häufig zur Bestimmung der Umgebungstemperaturen beim letzten intensiven Kontakt zur Atmosphäre (Äquilibration) verwendet. Dieses Verfahren nennt sich Edelgasthermometrie und wird unter anderem genutzt, um Grundwasserbildungstemperaturen und historische Temperaturschwankungen quantitativ zu bestimmen. Da bisher nur übliche Bildungstemperaturen von unter 35°C bekannt sind, hat man sich mit Löslichkeiten bis zu dieser Temperatur begnügt. Es gibt jedoch verschiedene Prozesse, wie etwa vulkanische Aktivität, die hohe Wassertemperaturen erzeugen können. Wir haben daher die Löslichkeiten von Edelgasen bei höheren Temperaturen bestimmt und diese mit Daten aus der Literatur kombiniert, um neue Löslichkeitsfunktionen zu generieren die den gesamten Bereich von 0 bis 80°C abdecken. Wir verwenden diese Funktionen, um publizierte Messungen der Edelgaskonzentrationen im Tiefenwasser des Kivusees zu analysieren, die ungewöhnlich niedrig sind. Der Kivusee liegt am Rande des Nyiragongo-Vulkans und speichert große Mengen an Kohlendioxid und Methan, die bei einer Ausgasung für die umliegende Bevölkerung tödlich wären. Vor allem jetzt, wo die industrielle Ausbeutung der Gaslagerstätte in die Schichtung des Sees eingreift ist es wichtig, die Dynamiken des Sees zu verstehen und nachzuvollziehen, woher das Defizit an Edelgasen stammt. Wir nutzen Edelgaskonzentrationen, -verhältnisse und kleinste-Quadrate-Approximation mit Excess-air, um Bildungstemperaturen abzuleiten. Am besten lassen sich die niedrigen Edelgaskonzentrationen mit einer atmosphärischen Äquilibrierung des Tiefenwassers bei ca. 60°C erklären, wobei dann nur ein minimales Defizit an Edelgasen übrig bleibt. Damit liefern die Edelgasdefizite KEINEN Hinweis auf eine frühere Entgasung des Sees.