ISSN:
1436-5065
Source:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Topics:
Geography
,
Physics
Description / Table of Contents:
Zusammenfassung Temperatur und Ergiebigkeit von 14 Thermalquellen in Badgastein (Hohe Tauern, Österreich. Alpen) wurden ein Jahr hindurch beobachtet. Bei vier Quellen erfolgten die Messungen täglich. Bei diesen wurde ein offenbar rascher Anstieg um zirka 1° C vom 11. bis 12. Mai beobachtet, während sonst die kurzen Schwankungen ausnehmend klein sind. Bei sechs weiteren Quellen, bei denen nur einmal in der Woche gemessen Als Hauptresultat wird festgestellt, daß vier Quellenreale Jahresschwankung von Temperatur sowohl als von Ergiebigkeit aufweisen. Zur Erklärung ist daran zu erinnern, daß dieBewegung der Erdpole zwei und nur zwei periodische Komponenten aufweist, die gewisse Spannungen in der Erdkruste erzeugen müssen. Diese tragen z. B. mit nicht unbedeutender Wahrscheinlichkeit zur Auslösung von Erdbeben bei und könnten so auch den Quellmechanismus beeinflussen. Die eine Komponente hat eine Wellenlänge von 12 Monaten, die andere eine von 14 Monaten. Wenn es gelänge, auch diese 14monatige Schwankung von Temperatur und Ergiebigkeit der Quellen in einem mehrjährigen Material festzustellen, wäre wohl das Rätsel der sonst unverständlichen Jahresschwankung gelöst. Im letzten Abschnitt erscheinen einige numerische Charakteristiken der Quellen. Unter anderem ist zu ersehen, daß weder die wärmsten noch die kühlsten Quellen dem besprochenen Jahresgang unterworfen sind, sondern nur solche, die einer mittleren Temperaturgruppe angehören. Alle hier angeführten Untersuchungsmethoden führen zu dem Schlusse, daß dasjuvenile Wasser einiger der Gasteiner Quellen nur mit unwesentlichen Teilen atmosphärischen Wassers vermischt sein kann.
Abstract:
Résumé On a observé pendant une année la température et le débit de 14 sources thermales à Bad Gastein (Hohe Tauern, Alpes autrichiennes). Pour 4 sources on fit des mesures quotidiennes, pour 6 autres une fois par semaine et pour les 4 dernières une fois en 5 semaines. Une hausse remarquable de température de 1° s'est produite pour toutes les sources au milieu de mai, tandis que le débit restait inchangé. On en conclut que les sources ont une origine commune à l'intérieur de la montagne. Le problème principal est celui de savoir si les eaux de ces sources sont d'origine atmosphérique ou non. A cet effet on a examiné la variabilité de la température qui est en moyenne extrêmement faible, de l'ordre de 0,045°; la variation interdiurne est encore plus petite: 0,026°. En ce qui concerne le débit, la variabilité relative de quatre sources n'atteint pas 0,5%. On est amené à conclure que quelques-unes des sources ne reçoivent pas d'apport d'eau météorique. Si de l'eau de pluie pénètre dans le sous-sol, elle doit ou bien ne pas modifier la température des sources ou alors l'abaisser; elle doit parallèlement accroître le débit. L'étude statistique montre que tout au plus certaines fortes chutes de pluie peuvent se mêler partiellement à l'eau des cources. Ces résultats font douter d'une variation de température et de débit à période annuelle. Quatre sources présentent cependant une variation annuelle des deux grandeurs, faible il est vrai. Il est possible que l'explication puisse en être trouvée un jour dans le déplacement du pôle, capable de provoquer des tensions de la croûte terrestre et qui ne présente que deux périodes de 12 et de 14 mois. Il faut cependant remarquer que les sources les plus chaudes et les plus froides ne présentent pas cette variation annuelle. Les constatations faites pour les sources de Gastein pourraient aussi être valables pour d'autres sources soumises à des conditions géologiques semblables. wurde, trat gleich großer Anstieg ein. Gleichzeitigkeit desselben mit dem der vier täglich beobachteten Quellen konnte plausibel gemacht werden. Bei dem Zurückfallen der Temperatur am 23. Mai unterliegt die Gleichzeitigkeit bei allen 10 Quellen keinem Zweifel. Die Kurve der Ergiebigkeit der 10 Quellen verläuft merkwürdigerweise völlig ungestört. Aus dem Synchronismus der Störung wird geschlossen, daß alle zehn Quellen wahrscheinlich einen gemeinsamen Ursprung im Innern des Gebirges haben. Das Hauptproblem, zu dessen Klärung eine Untersuchung der Temperatur und Ergiebigkeit beitragen soll, liegt in der Frage, wieweit das Quellwasser atmosphärischen (vadosen) oder juvenilen Ursprungs ist. Zu diesem Zwecke wurde eine Untersuchung der Veränderlichkeit der beiden Elemente an Hand der täglichen Beobachtungen an vier Quellen durchgeführt. Die mittlere absolute Veränderlichkeit (Tabelle 5, letzte Zeile) ist ausnehmend klein und beträgt im Mittel der vier Quellen 0,045° C; die interdiurne Veränderlichkeit (I. V.) ist im Mittel noch kleiner als die mittlere Veränderlichkeit und beträgt 0,026°C. Für die Untersuchung derErgiebigkeit wurde dierelative Veränderlichkeit (R. V.) angewendet; sie erreicht im Mittel der vier Quellen nicht 1/2%, die R. I. V. nicht einmal 0,4%. Ein Vergleich der Größen von R. V. und R. I. V. für Dezember (Januar und Juli) August führt zu teilweisem Widerspruch. Die Unterschiede zwischen den beiden Jahreszeiten bewegen sich jedoch nur in hunderstel Prozent. so daß es naheliegt, an eine Zufallswirkung zu denken. Die weitere Untersuchung führt dann zu dem Schluß, daßeinige von den untersuchten Quellen keinen wesentlichen Zusatz von atmosphärischem Wasser erhalten. Wenn Regenwasser die Klüfte durchdringt, hat es entweder keinen Einfluß auf die Temperatur oder es müßte abkühlend wirken. Die Ergiebigkeit muß bei zugesetztem Regenwasser jedenfalls ansteigen. Wenn also Außenwasser eindringt muß die Zahl der Abkühlungen von Tag zu Tag im warmen Halbjahr steigen und ebenso die der zunehmenden Ergiebigkeit. Diese Effekte werden mittels zweier Methoden geprüft. Als Resultat ergab sich wieder, daß die Statistiken in manchen Fällenqualitativ für die Annahme von eindringendem Regenwasser sprechen, daß aber diequantitativen Unterschiede nicht groß genug sind, das Verhalten der einzelnen Quellen nicht einheitlich genug, um das Wirken des Zufalls auszuschließen. Auch diese Untersuchung kommt zum Schluß, daß wohl das eine oder andere Anzeichen dafür spricht, daß gelegentlich größerer Regenfälle kleine Mengen atmosphärischen Wassers dem Quellwasser beigemengt werden. Speziell mit Rücksicht auf die Feststellung, daß die Quellen wesentlich juveniles Wasser aus den Tiefen der Gebirgskette zutage führen, sollte man alles eher als Schwankungen mit Jahresperiode von Temperatur und Ergiebigkeit vermuten. Fig. 4 und 5 zeigen Beispiele solcher, mindestens fiktiver Jahresgänge und auch die extremen Möglichkeiten. Bei der einen Quelle variieren Temperatur und Ergiebigkeit gleichsinnig, bei einer zweiten spiegelbildlich. Bei einer reichlich mit atmosphärischem Wasser gemischten Quelle müßte spiegelbildliches Verhalten auftreten, mit Temperaturminimum und Ergiebigkeitsmaximum im Sommer. Nur eine einzige Quelle (W) erfüllt diese Bedingung. Was die Realität der sich ergebenden Jahresschwankung so fraglich macht, sind die bei den wichtigsten Quellgruppen auftretenden, sehr kleinen Schwankungsweiten. Eine vom Verfasser gegebene Methode erlaubt es, die Realität einer Jahresschwankung abzuschätzen, soweit man es mit einer praktisch ganzjährigen Sinuswelle zu tun hat.
Notes:
Summary Temperature and discharge of fourteen thermal spring at Badgastein (Hohe Tauern, Austrian Alps) were observed throughout a year.Daily observations were made at four springs. With these an obviously rapid increase in temperature of 1 Cdeg occurred from May 11 to May, 12 1931. Generally, short variations are exceedingly small. Six other springs, observed once a week, showed an increase in temperature of an equal amount. Synchronism of the increase among all the ten springs could be made plausible. The dropping back of temperature on May 23 occurred unequivocally simultaneously with all the ten springs. The curve ofdischarge remained, however, fully undisturbed within the time of the temperature discountinuity. From the synchronism of the disturbance of temperature the conclusion was drawn thatall the ten springs may originate from one and the same source in the interior of the mountains. The main problem that should be cleared up in this study on temperature and discharge is the question how far the spring water is either juvenile or vadose (atmospheric) or mixed of both. An investigation into the variability of temperature and discharge was the first step. The daily observations of four springs offered a convenient material. The absolute variability (A. V.) (Table 5, last line) is extremely small, 0.045 Cdeg, on the average, for the four springs. As a supplement theinterdiurnal variability (I. V.) was calculated. On the average, this is still smaller than the regular average variability. It is 0.026 Cdeg. A comparison of the magnitude of R. V.* and R. I. V.* of discharge for December, January and July, August arrived partly at contradictory indications. The differences, however, between the two seasons are of an order of magnitude of only hundredth per cent so that the idea is at hand to think of an effect caused by chance. The further investigation leads to the conclusion that some of the springs are likely of juvenile nature and perhaps sometimes mixed withnon-essential amounts of atmospheric water. Rain water penetrating the clefts has either no influence on the temperature or it must have a cooling effect. The discharge must increase in any case if rain water is penetrating. The number of “coolings” from day to day must beincreased then in thewarm half-year and just so the number of cases withdischarge increasing from day to day. These effects are examined by means of two methods. In some cases the statistical indications were qualitatively again in favor of the assumption that rain water penetrates in small amounts. The magnitude of the differences is, however, not large enough, and the agreement of the behavior of the single springs not sufficient to exclude the role ofchance. Also this investigation arrived, at the result that one or the other indication speaks for the assumption that occasionally after copious rainfalls insignificant amounts of atmospheric water are mixed with the thermal water. Especially in consideration of the reslts of the first section that some of the springs carryessentially juvenile water one could think of anything but of variations of temperature and discharge in the length of a year. Figures 4a and 4b, however, show examples of such, at least fictive, annual variations. With the one spring, variations of temperature and discharge are parallel to one another; in the other spring the variations are opposite to one another; with a spring, the water of which is mixed of juvenile water with greater amounts of atmospheric water, the opposite type must be expected with minimum of temperature and maximum of discharge in summer. Only one of the fourteen springs (W) fulfils these conditions. The reality of the annual variations is dubious since with most important spring groups the ranges of both elements are very small. A method given by the present author permits estimating the reality of an annual variation so far as only practicallywhole-year sine-waves are considered. The main results is that four springs of the fourteen show areal annual variation of temperature and at the same time of discharge. Only a clue can be given to a possibly correct explanation. Themovement of the poles showstwo andonly two periodical components that cause certain stresses in the crust of the earth. With a probability not too small these stresses contribute to the release of earthquakes and could also influence the mechanism of the springs. The one component has a wave length of 12 months, the other one of 14 months. If it would be possible to discover the second 14-months-variation of temperature and discharge from a new material of a few years the enigma of the annual variation, otherwiseununderstandable, could be solved to a certain degree. In the last section some numerical characteristics of the springs appear. Statistics show that a real annual variation of temperature is found only in springs of a medium temperature and not in the warmest and coolest springs. All of the methods applied here, lead to the conclusion thatsome of the springs at Badgastein carry generally pure juvenile water possibly mixed some-times with negligible amounts of vadose water.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/BF02247455
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