https://www.faz.net/-1w2-14wf7

Grundwasser : Wünschelrutengänger im All

  • -Aktualisiert am

Beobachter im All: Grace-Satelliten Bild: www.bundesregierung.de

Mit Satelliten lassen sich viele Grundwasservorräte effektiv und zudem kostengünstig überwachen. An Daten von den beiden 2002 gestarteten Grace-Satelliten lässt sich das vor Augen führen.

          3 Min.

          Die Vorräte an Grundwasser werden gegenwärtig in vielen Teilen der Erde immer stärker strapaziert. Das gilt vor allem für landwirtschaftlich intensiv genutzte Gegenden, in denen es starke jahreszeitliche Schwankungen des Niederschlages gibt und die deshalb in der Trockenzeit auf Bewässerung angewiesen sind. Ein Verfahren, mit dem sich von Satelliten aus die Veränderungen im Grundwasser-Haushalt erfassen lassen, ist kürzlich auf der Herbsttagung der Amerikanischen Geophysikalischen Union in San Francisco vorgestellt worden. Die Weltraumdaten belegen, dass die Grundwasservorräte vor allem im Nordwesten Indiens sowie im Zentraltal Kaliforniens über Gebühr beansprucht werden und dort allmählich zu versiegen drohen.

          Für ihre Untersuchungen hat die Forschergruppe um Jay Famiglietti von der University of California in Irvine und Michael Watkins vom Jet Propulsion Laboratory in Pasadena Messergebnisse der beiden im Jahre 2002 gestarteten Grace-Satelliten ausgewertet. Diese in Deutschland entwickelten Satelliten umkreisen die Erde im Konvoi auf einer etwa 500 Kilometer hohen Umlaufbahn. Dabei fliegt der eine im Mittel knapp 220 Kilometer hinter dem anderen her. Der Abstand ändert sich geringfügig, wenn das Satellitenpaar Gebiete überquert, in denen die irdische Gravitationskraft von ihrem Normalwert abweicht. Derartige "Schwereanomalien" entstehen beispielsweise über Erzlagerstätten; denn eisenhaltiges Gestein hat eine höhere Dichte als erzfreier Fels.

          Hohe Auflösung

          Schwereänderungen kommen auch durch die großräumigen Bewegungen der zähflüssigen Gesteinsschmelze im Erdmantel zustande. Steigt etwa die heiße Schmelze in den mittelozeanischen Rücken in die Erdkruste auf, ist dort regional die Dichte des Gesteins geringer als in den Tiefseebecken. Weil der Abstand der beiden Satelliten voneinander mit Hilfe eines Mikrowellenradars bis auf wenige Mikrometer genau gemessen werden kann, lassen sich daraus Schwereanomalien mit bisher nicht erreichter Genauigkeit ermitteln.

          Die Forscher konnten sogar die von Regenfällen verursachten Dichteänderungen im Erdboden erfassen. Wenn große Mengen Regenwasser über einem ausgedehnten Gebiet niedergehen und all das Wasser dann in die Poren der Gesteine und Böden eindringt, macht sich das in der Variation der Schwerkraft bemerkbar - zum Beispiel während der Regenzeit in den Becken tropischer Ströme. Subtrahiert man die jahreszeitlichen Schwankungen von den Messungen, ergeben sich langfristige Trends des Zustandes und der Verfügbarkeit der Gesteine, die aufgrund ihrer Poren und anderer Hohlräume Grundwasser leiten können - der sogenannten Aquifere.

          Auswirkungen landwirtschaftlicher Nutzungen

          Bei der Auswertung der Messdaten der Grace-Zwillinge hat sich unter anderem gezeigt, dass der Grundwasserspiegel im Großraum Neu-Delhi, im Punjab und in den indischen Bundesstaaten Haryana und Rajasthan in den vergangenen sechs Jahren pro Jahr um bis zu 30 Zentimeter gefallen ist. Insgesamt ist aus den Aquiferen im Nordwesten Indiens offensichtlich wesentlich mehr Grundwasser gepumpt worden, als auf natürliche Weise nachfließen konnte. Die Differenz hat über hundert Kubikkilometer betragen.

          Ähnlich dramatisch sind die Veränderungen im kalifornischen Zentraltal, einer knapp 1200 Kilometer langen und bis zu 150 Kilometer breiten Senke. In dem insgesamt mehr als 50 000 Quadratkilometer großen Gebiet werden etwa 250 verschiedene landwirtschaftliche Produkte angebaut, mit denen ein Umsatz von 17 Milliarden Dollar erzielt wird. Weil aber in den Sommermonaten zwischen Mai und Oktober so gut wie kein Niederschlag fällt, wird das Zentraltal intensiv bewässert. In den vergangenen Jahren hat man die Zuteilungen an Oberflächenwasser allerdings immer weiter verringert, um die Fischpopulationen in den großen Flüssen wie dem Sacramento und dem San Joaquin zu erhalten. Deshalb haben immer mehr Landwirte immer tiefere Brunnen gebohrt. Nach den Messungen der Satelliten sind auf diese Weise im Zentraltal mehr als 20 Millionen Kubikkilometer Grundwasser verloren gegangen.

          Nach Meinung der Forscher eignen sich die Messungen mit den Zwillingssatelliten gut zur langfristigen hydrologischen Überwachung großer Gebiete. So konnte unter anderem nachgewiesen werden, dass sich die Aquifere unter dem Südosten Australiens nach den verheerenden Dürren der vergangenen Jahre allmählich wieder erholen. Auch in den von langanhaltender Trockenheit geplagten Bundesstaaten im Südosten der Vereinigten Staaten haben in diesem Sommer die Regenfälle dafür gesorgt, dass sich die Grundwasservorräte allmählich wieder auffüllen. Allerdings wird in keiner dieser beiden Regionen so viel Grundwasser für die Bewässerung entnommen wie in Indien und in Kalifornien.

          Topmeldungen

          Donald Trump und Liu He, Vizepremier von China, gemeinsam in Washington. Infolge des Handelskriegs mit Amerika habe die Korruption in Chinas Privatwirtschaft wieder zugenommen, berichtet Philipp Senff von der Wirtschaftsanwaltskanzlei CMS in Schanghai.

          Vorfälle der Deutschen Bank : In China lauert die Korruption bis heute

          Mit teuren Geschenken an chinesische Politiker wollte sich die Deutsche Bank Vorteile verschaffen. Der Fall lenkt den Blick auf ein Land, das trotz Mühen immer noch unter Bestechung leidet – auch wegen des Handelskriegs mit Amerika.
          Andreas Scheuer am Mittwoch in Berlin

          Verkehrsminister Scheuer : Im Porsche durch die Politik

          Verkehrsminister Andreas Scheuer hat einen Vorteil, der ihm beim Streit über die Pkw-Maut zum Nachteil gereichen könnte: eine gewisse Lockerheit.