Tracer zur Grundwasserdatierung
Tritiumgehalt in Niederschlägen in Mitteleuropa seit 1950 (Quelle: IAEA, International Atom Energy Agency).
Tritium (3H) ist ein instabiles Isotop des Wasserstoffs und hat eine Halbwertszeit von 12,4 Jahren. Auf 1018 normale Wasserstoffatome entfällt 1 Tritium-Atom, die Gesamtmenge von Tritium auf der Erde beträgt ca. 1,8 kg. Es entsteht in den obersten Schichten der Atmosphäre durch die Höhenstrahlung aus Stickstoffatomen. Die Atombombenversuche der 1960er Jahre brachten einen anthropogenen Tritiumeintrag in die Niederschläge, der etwa 1000fach höher als der natürliche Hintergrund war. Auch heute ist dieser Impuls oft noch messbar, deshalb eignet sich 3H zur Altersbestimmung von relativ jungen Grundwässern. Der natürliche atmosphärische Tritium-Hintergrund im Niederschlag in Mitteleuropa lag bei etwa 6 TU (1 Tritium Unit = 0,12 Bq 3H pro Liter Wasser bzw. 1 x 3H pro 1018 H-Atome).
Faustregel für die qualitative Gundwasserdatierung anhand des Tritiumgehalts (modifiziert nach Clark & Fritz 1997)
- <0,5 TU Wasser älter als 1952 (vormodern)
- 0,5 – ~3 TU zumeist Mischung aus vormodernem und jungem (<10 a) Wasser
- 1 – 8 TU zumeist jünger als 10-15 Jahre bzw. dominierender Anteil vormodern
- 8 – 16 TU markanter Anteil von Wasser aus den 60er/70er Jahren
- >16 TU Wasser aus den 60er/70er Jahren dominierend oder Kontamination
- >40 TU meist zusätzliche Kontamination mit Tritium
Durch Mischungsmodelle (z.B. Piston Flow, Binary Mixing oder Dispersionsmodell), bei denen bestimmte Neubildungszeiträume, Fließwege und Mischungskonstanten angenommen werden, kann die mittlere Verweilzeit der verschiedenen Alterskomponenten eines Grundwasserkörpers genauer berechnet werden.