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Abstract

This thesis reports on a multi-tracer study to investigate the groundwater system in the Salalah Plain in Southern Oman. Hydrogeological studies in this area are of great significance as extensive groundwater abstraction has led to serious environmental problems. To resolve open questions from former studies, 39Ar was chosen as a dating tracer for its conservative properties and its suitable dating range. To facilitate the purification of argon for its detection with Argon Trap Trace Analysis, a conversion factor for volume estimation of small samples was determined and the pressure readout was automated by a Labview program. In addition to 39Ar, other dating tracers were applied, i.e. noble gases, 14C, CFCs and SF6. While radiogenic 4He served as an initial qualitative dating approach, 14C tracer ages were calculated and corrected yielding mean residence times of up to 7000 years. In contrast, tracer ages derived from CFCs and SF6 data ranged from 20 to 50 years. In a mixing model with two water masses, 14C and CFC-11 data were combined. On average, the contributions of the modern component and a 2000 to 19 000 years old component were found to be almost equal. Combining those findings with prospective 39Ar results sheds light on the so-far contradictive groundwater system in the Salalah Plain.

Translation of abstract (German)

Im Rahmen dieser Arbeit wurde mithilfe mehrerer Tracer eine Grundwasserstudie in der Salalah Plain im Süden Omans durchgeführt. Aufgrund von Umweltschäden durch umfangreiche Grundwasserentnahmen sind hydrogeologische Untersuchungen in dieser Region von groÿer Wichtigkeit. Um offene Fragen aus früheren Studien zu klären, wurde neben anderen Methoden 39Ar zur Datierung genutzt, da es neben seinen konservativen Eigenschaften die hier wichtige Zeitskala zwischen 50 und 1000 Jahren abdeckt. Um die notwendige Probenaufbereitung für die Messung mit Argon Trap Trace Analysis zu erleichtern, wurde an der bestehenden Argonseparationsanlage die Volumenabschätzung für kleine Proben kalibriert und die Drucksteuerung durch ein Labview-Programm automatisiert. Neben 39Ar wurden Edelgase, 14C, CFCs und SF6 analysiert. Für eine erste qualitative Abschätzung der Grundwasseralter wurde radiogenes 4He untersucht. Korrigierte 14C Werte ergaben Traceralter von bis zu 7000 Jahren, wohingegen Analysen von CFCs und SF6 Traceralter zwischen 20 und 50 Jahren ergaben. Um Daten von 14C und CFC-11 zu vergleichen, wurde ein Mischungsmodell zweier Wassermassen aufgestellt. Durchschnittlich ergab das Modell Beiträge aus gleichen Teilen von einer modernen und einer 2000 - 19 000 Jahre alten Komponente. Die Kombination dieser Ergebnisse mit den noch ausstehenden 39Ar Daten wird wichtige Aufschlüsse über ungeklärte Aspekte des Grundwassersystems in der Salalah Plain geben.