Eine neue Studie eines internationalen Wissenschaftlerteams kommt zu dem Schluss, dass die Erschöpfung der Grundwasserleiter Länder auf der ganzen Welt betrifft und sowohl die Stabilität lokaler Ökosysteme als auch die Wassersicherheit gefährden kann, da das Pumpen von Grundwasser dazu führt, dass der gesamte Planet kippt. Außerdem untersuchte ein internationales Team aus Hydrologen und Klimatologen umfassend den Süßwasserkreislauf auf der Erde und kam zu dem Schluss, dass in 18 % der Regionen des Planeten die Zirkulation von Süßwasser zwischen Flüssen, Teichen, Seen, anderen Gewässern und anderen Umgebungen stattfindet wurde durch menschliche Aktivitäten erheblich gestört.
Die Analyse zeigt, dass starke Abweichungen in der Art der Wasserbewegung durch Stauseen und Böden in den letzten anderthalb Jahrhunderten viel häufiger und in einer größeren Anzahl von Regionen auftraten als im vorindustriellen Zeitalter. Dies deutet darauf hin, dass die Menschheit den globalen Süßwasserkreislauf aktiv stört.
Zu diesem Schluss kamen Wissenschaftler im Rahmen einer umfassenden Analyse, wie sich das Muster der Süßwasserbewegung durch Böden und Stauseen in allen Regionen der Welt zwischen der Mitte des 17. Jahrhunderts und dem Beginn dieses Jahrhunderts veränderte. Dieser Zeitraum umfasst sowohl die vorindustrielle Ära (1661–1860) als auch die Neuzeit (1861–2005), in der sich das Erscheinungsbild des Planeten in vielen seiner Regionen radikal veränderte, unter anderem durch den Bau von Wasserkraftanlagen Kraftwerke, Staudämme und andere Wasserbauwerke.
Wissenschaftler untersuchten die Auswirkungen dieser Veränderungen auf den Wasserkreislauf auf der Erde, erstellten dafür ein detailliertes Modell der Hydrosphäre des Planeten und berechneten daraus mit sehr hoher räumlicher Auflösung, wie sich die Bewegung von Süßwasserflüssen in Böden und Reservoirs veränderte. Zu diesem Zweck teilten Wissenschaftler das gesamte Land in Quadrate mit einer Fläche von 50 x 50 km auf und überwachten, wie sich die Bodenfeuchtigkeit veränderte, wie viel Wasser durch Flüsse, Seen und andere Gewässer floss und vieles mehr hydrologische Parameter.
Diese Berechnungen zeigten, dass verschiedene hydrologische Anomalien, darunter Dürren, Überschwemmungen und andere Abweichungen vom typischen Feuchtigkeitsvolumen im Boden oder in Stauseen, im vorindustriellen Zeitalter monatlich und jährlich etwa 9,4–9,8 % der gesamten Landfläche bedeckten. In den nächsten 1,5 Jahrhunderten verdoppelte sich diese Zahl sogar – mittlerweile bedecken solche Anomalien ständig etwa 18 % der Gewässer und 15 % der Böden, was Wissenschaftler vor allem mit der menschlichen Wirtschaftstätigkeit in Verbindung bringen.
Eine größere Anzahl solcher Regionen konzentrierte sich auf die tropischen Regionen Südamerikas und Afrikas sowie auf die zentralen Regionen der Vereinigten Staaten und Mexikos, Südeuropas und Chinas sowie in Indien und im Nahen Osten. In Russland sind diese Anomalien in den nördlichen Regionen des Landes am ausgeprägtesten, was sowohl mit der globalen Erwärmung als auch mit der zunehmenden menschlichen Aktivität im letzten halben Jahrhundert verbunden ist. Wissenschaftler hoffen, dass dieses Verständnis der Menschheit dabei helfen wird, sich besser auf spätere Veränderungen im Süßwasserkreislauf auf der gesamten Erde vorzubereiten.
In Alaska verfärben sich Flüsse und Bäche orange und sauer. Wie My Planet schreibt, wurde der Kobuk-Fluss mit einer Länge von etwas mehr als 450 Kilometern zum rostigsten Fluss. Seit mehreren Jahren beobachten Wissenschaftler, dass der Stausee und seine Zuflüsse zunehmend orange werden. In orangefarbenen Flüssen fanden sie eine hohe Eisenkonzentration und eine unzureichende Menge an gelöstem Sauerstoff. Darüber hinaus ist das Wasser in solchen Stauseen sauer.
In einigen Flüssen erreicht der pH-Wert 3,5. Und es ist saurer als Orangensaft. Der genaue Grund für den Anstieg der Konzentration eisenhaltiger Mineralien ist noch nicht bekannt. Wissenschaftler sind jedoch davon überzeugt, dass steigende Temperaturen und auftauender Permafrost dafür verantwortlich sind. Dies erweckte viele Prozesse, die fünftausend Jahre lang gehemmt waren.
Einer Version zufolge wurde durch das Auftauen des Permafrosts Eisen freigesetzt, das sich in gefrorenen Böden befand. Experten stellen fest, dass sich die Arktis, einschließlich Nordalaska, viermal schneller erwärmt als andere Gebiete der Welt. Eine andere Version besagt, dass das Auftauen des Permafrosts zum Auftreten von Bakterien und zur Wiederherstellung von oxidiertem Eisen in den Böden führte. Wenn das Grundwasser das Eisen in den sauerstoffhaltigen Strom transportiert, oxidiert es erneut und nimmt eine leuchtend orange Farbe an.
Grundwasserverarmung
Wenn Regen, geschmolzenes Eis und Schnee in den Boden eindringen, sammeln sie sich in großen unterirdischen Grundwasserleitern an, die Frischwasser für Trinkwasser, Landwirtschaft, Industrie und sogar Energieerzeugung liefern. Grundwasser ist für das Überleben der Menschheit auf dem Planeten von entscheidender Bedeutung, da es 99 Prozent des gesamten flüssigen Süßwassers auf der Erde liefert und schätzungsweise 2,5 Milliarden Menschen zum Überleben auf diese Systeme angewiesen sind.
Trotz ihrer Bedeutung kann es aufgrund ihrer begrenzten und unterirdischen Natur eine Herausforderung sein, die Auswirkungen der Menschen auf Grundwasserleiter zu messen und Unterstützung für deren Schutz zu mobilisieren. Doch eine neue, in der Fachzeitschrift „Nature“ veröffentlichte Studie löst weltweit Besorgnis über den Schutz dieser Ressourcen aus und nennt gleichzeitig Beispiele für politische Änderungen und andere Praktiken, die zur Wiederherstellung zuvor erschöpfter Grundwasserleiter beigetragen haben.
In der Studie haben Wissenschaftler des University College London, der University of California Santa Barbara und der ETH Zürich Grundwasser gemessen, das aus 170.000 Brunnen in 1.700 Grundwasserleitersystemen gesammelt wurde. Dies sei die erste globale Ansicht des Grundwasserspiegels auf der Grundlage von Bodendaten, sagen die Forscher, und biete einen Detaillierungsgrad, der mit Satelliten- oder Computermodellen allein nicht erreicht werden könne. Obwohl es sich bei ihren Erkenntnissen größtenteils um schlechte Nachrichten handelt, gibt es auch einige gute Nachrichten.
„Die Studie ergab, dass der Grundwasserspiegel in 36 % der überwachten Grundwasserleitersysteme um mehr als 10 cm pro Jahr sinkt“, sagten die Forscher in einer Pressemitteilung des UCL. „Außerdem wurden in 12 % der Grundwasserleitersysteme schnelle Rückgänge von mehr als 50 cm pro Jahr gemeldet, wobei die stärksten Rückgänge in Ackerland in trockenen Klimazonen auftraten.“
Dies steht im Einklang mit einem Bericht der New York Times vom letzten Jahr, in dem festgestellt wurde, dass von den 80.000 Grundwasserbrunnen in den USA im letzten Jahrzehnt 40 Prozent Rekordtiefststände erreicht hatten. Wie der Bericht auch hervorhebt, sind Arizona die am stärksten betroffenen Bundesstaaten, wo aufgrund von Wasserproblemen sogar Neubauten eingeschränkt werden. Auch andere nichtwestliche Staaten zeigten Anzeichen einer Grundwasserverarmung.
Eine neue Studie hat einen starken Rückgang des Grundwasserspiegels im Iran, Chile, Mexiko und den Vereinigten Staaten festgestellt und warnt davor, dass entwässerte Grundwasserleiter zum Eindringen von Meerwasser und zur Landsenkung (Absenkung) führen könnten. Es kann auch die natürliche Funktion von Feuchtgebieten und Flüssen beeinträchtigen, und frühere Studien haben sogar gezeigt, dass das Pumpen von Grundwasser dazu führt, dass der gesamte Planet kippt.
Aber in einem seltenen Moment (besonders wenn es um den Klimawandel geht) bringt die Studie auch gute Nachrichten und berichtet, dass die Zukunft völlig erschöpfter Grundwasserleiter alles andere als eine Selbstverständlichkeit ist. Die Forscher stellen fest, dass sich Grundwasserleiter in Thailand, Spanien und sogar Teilen der Vereinigten Staaten, die in den 1980er und 1990er Jahren Anzeichen eines Rückgangs zeigten, dank verbesserter Regulierung und anderer Methoden der Wassersanierung wie der Umverteilung zwischen den Becken erholt haben.
Obwohl das Grundwasser unter der Erdoberfläche verborgen ist, erhält es endlich die Aufmerksamkeit, die es verdient, und es gibt Belege dafür, dass eine intelligente Bewirtschaftung dazu beitragen kann, diese lebenserhaltenden Grundwasserleiter für künftige Generationen zu erhalten.
Mexiko-Stadt, eine weitläufige Metropole mit fast 22 Millionen Einwohnern und eine der größten Städte der Welt, ist bereits mit einer schweren Wasserkrise konfrontiert, da eine Reihe von Problemen, darunter Geographie, chaotische Stadtentwicklung und undichte Infrastruktur, durch die Auswirkungen des Klimawandels verschärft werden.
Jahrelange ungewöhnlich niedrige Niederschläge, längere Trockenperioden und hohe Temperaturen haben die Wasserversorgung, die ohnehin schon Schwierigkeiten hat, den gestiegenen Bedarf zu decken, zusätzlich belastet. Die Behörden waren gezwungen, erhebliche Beschränkungen für das aus Stauseen gepumpte Wasser zu verhängen. Politiker haben jedes Krisengefühl heruntergespielt, aber einige Experten sagen, dass die Situation inzwischen ein so kritisches Ausmaß erreicht hat, dass Mexiko-Stadt in den nächsten Monaten vor einem „Tag Null“ stehen könnte, an dem große Teile der Stadt kein Wasser mehr haben.
Das dicht besiedelte Mexiko-Stadt liegt auf einem hochgelegenen Seegrund, etwa etwas mehr als 2.220 Meter über dem Meeresspiegel. Es wurde auf lehmhaltigem Boden errichtet, in den es jetzt einsinkt, und ist anfällig für Erdbeben und sehr anfällig für den Klimawandel. Vielleicht ist dies heute einer der letzten Orte, die jemand für den Bau einer Metropole wählen würde.
Die Azteken wählten diesen Ort, um 1325 ihre Stadt Tenochtitlan zu errichten, als es sich um eine Reihe von Seen handelte. Sie wurden auf der Insel errichtet, erweiterten die Stadt und errichteten Netzwerke aus Kanälen und Brücken für den Wassertransport. Doch als die Spanier im frühen 16. Jahrhundert eintrafen, zerstörten sie einen Großteil der Stadt, legten den Seegrund trocken, füllten die Kanäle zu und rodeten die Wälder. Ihre Taten ebneten den Weg für viele der modernen Probleme Mexiko-Stadts. Feuchtgebiete und Flüsse wurden durch Beton und Asphalt ersetzt. Während der Regenzeit kommt es zu Überschwemmungen und während der Trockenzeit trocknet es aus.
Ungefähr 60 % des Wassers von Mexiko-Stadt stammen aus einem unterirdischen Grundwasserleiter, aber die Entnahme war so übermäßig, dass jüngste Untersuchungen darauf schließen lassen, dass die Stadt mit einer alarmierenden Geschwindigkeit von etwa einem halben Meter pro Jahr absinkt. Und der Grundwasserleiter füllt sich nicht schnell genug. Regenwasser perlt von den harten, undurchlässigen Oberflächen der Stadt ab, anstatt im Boden zu versickern. Der Rest des Wassers der Stadt wird von Quellen außerhalb der Stadt über weite Strecken bergauf gepumpt, ein äußerst ineffizienter Prozess, bei dem etwa 40 % des Wassers durch Lecks verloren gehen.
Das Cutzamala-Wassersystem, ein Netzwerk aus Stauseen, Pumpstationen, Kanälen und Tunneln, liefert etwa 25 % des Wassers, das im Tal von Mexiko, zu dem auch Mexiko-Stadt gehört, verbraucht wird. Doch eine schwere Dürre forderte ihren Tribut. Mit einer Auslastung von derzeit etwa 39 % ist sie auf einem historischen Tiefstand.
Dieser Teil Mexikos ist stark von natürlichen Klimaschwankungen betroffen. Drei Jahre La Niña brachten Dürre in die Region, und dann führte die Ankunft von El Niño im letzten Jahr zu einer schmerzhaft kurzen Regenzeit, die es nicht schaffte, die Wasservorräte in den Stauseen wieder aufzufüllen. Der langfristige Trend der vom Menschen verursachten globalen Erwärmung führt jedoch weiterhin zu längeren Dürren und stärkeren Hitzewellen sowie zu stärkeren Regenfällen, wenn sie auftreten.
Wie CNN berichtete, hat die Wasserkrise eine heftige Debatte darüber ausgelöst, ob die Stadt den „Tag Null“ erreichen wird, wenn der Wasserstand im Cootzamala-System so tief sinkt, dass die Stadtbewohner nicht mehr mit Wasser versorgt werden können. Anfang Februar berichteten lokale Medien ausführlich darüber, dass ein Beamter der Niederlassung in Conagua gesagt hatte, dass es ohne nennenswerte Niederschläge bereits im Sommer zu einem „Nulltag“ kommen könne. Und obwohl die Stadtverwaltung den Bericht dementiert hat, warnen viele Experten vor einer wachsenden Krise. In Mexiko-Stadt könnte das Wasser ausgehen, bevor die Regenzeit beginnt.