Weltweite Krise: Grundwasserpegel sinken weltweit immer schneller

Eine weltweite Krise entfaltet sich, da Länder, einschließlich der USA, Grundwasser übermäßig nutzen und damit die zukünftige Wassersicherheit gefährden. Forschungen der ETH Zürich und der UCSB zeigen einen scharfen Rückgang der Grundwasserstände, der durch Landwirtschaft, Klimawandel und Bevölkerungswachstum verschärft wird. Trotz einiger erfolgreicher Wiederherstellungsmaßnahmen ist dringendes globales Handeln erforderlich, um diese untragbare Nutzung zu bewältigen und langfristige Umweltauswirkungen zu verhindern. Quelle: SciTechDaily.com

Anfang November titelte die New York Times: "Amerika verbraucht sein Grundwasser, als gäbe es kein Morgen mehr." Die Journalisten des angesehenen Medienunternehmens hatten eine Untersuchung zum Zustand der Grundwasserreserven in den USA veröffentlicht. Sie kamen zu dem Schluss, dass die USA zu viel Grundwasser fördern.

Aber die USA sind kein Einzelfall. "Der Rest der Welt vergeudet ebenfalls Grundwasser, als gäbe es kein Morgen mehr," sagt Hansjörg Seybold, Senior Scientist im Department of Environmental Systems Science an der ETH Zürich. Er ist Mitautor einer Studie, die gerade im Journal Nature veröffentlicht wurde.

Zusammen mit Forschern der University of California, Santa Barbara (UCSB) hat er die besorgniserregenden Ergebnisse der Journalisten bestätigt. Nicht nur in Nordamerika wird viel zu viel Grundwasser gefördert, sondern auch in anderen Teilen der Welt, in denen Menschen sich niedergelassen haben.

In einer beispiellosen Anstrengung haben die Forscher Daten von über 170.000 Grundwasserüberwachungsbrunnen und 1.700 Grundwassersystemen der letzten 40 Jahre zusammengetragen und analysiert.

Diese Messdaten zeigen, dass die Menschheit in den letzten Jahrzehnten weltweit die Grundwasserförderung massiv ausgeweitet hat. Der Wasserspiegel in den meisten grundwasserführenden Gesteinsschichten, bekannt als Aquifere, ist seit 1980 fast überall auf der Welt drastisch gesunken. Seit 2000 hat sich dieser Rückgang der Grundwasserreserven beschleunigt. Die Auswirkungen sind besonders in Aquiferen in den trockenen Regionen der Welt ausgeprägt, darunter Kalifornien und die Great Plains in den USA, sowie Spanien, Iran und Australien.

Grundwasserbewässerung durch eine elektrisch betriebene Pumpe im Südwesten von Bangladesch. Quelle: Ahmed Ziaur Rahman

"Wir waren nicht überrascht, dass weltweit die Grundwasserstände stark gesunken sind, aber wir waren schockiert, wie schnell das Tempo in den letzten beiden Jahrzehnten zugenommen hat," sagt Seybold.

Einer der Gründe, den Seybold für den beschleunigten Absenkung der Grundwasserstände in trockenen Regionen nennt, ist die intensive landwirtschaftliche Nutzung dieser Gebiete, bei der zu viel Grundwasser an die Oberfläche gepumpt wird, um zum Beispiel Felder in Kaliforniens Central Valley zu bewässern.

Zusätzlich wächst die Weltbevölkerung, was bedeutet, dass mehr Lebensmittel produziert werden müssen, zum Beispiel in den trockenen Regionen des Irans. Dies ist eines der Länder, in denen die Grundwasserreserven am stärksten gesunken sind.

Aber auch der Klimawandel verschärft die Grundwasserkrise: In einigen Regionen ist es in den letzten Jahrzehnten trockener und heißer geworden, was bedeutet, dass landwirtschaftliche Kulturen stärker bewässert werden müssen. Dort, wo der Klimawandel zu einem Rückgang der Niederschläge führt, erholen sich Grundwasserressourcen langsamer oder gar nicht.

Starke Niederschläge, die infolge des Klimawandels an manchen Orten häufiger auftreten, sind ebenfalls keine Hilfe. Wenn das Wasser in großen Mengen kommt, kann der Boden es oft nicht aufnehmen. Stattdessen fließt das Wasser an der Oberfläche ab, ohne ins Grundwasser zu versickern. Dieses Problem ist besonders in Gebieten mit hohem Versiegelungsgrad des Bodens, wie großen Städten, akut.

"Die Studie zeigt auch gute Nachrichten," sagt Mitherausgeberin Debra Perrone. "In einigen Regionen haben sich Aquifere erholt, in denen es politische Änderungen gab oder alternative Wasserquellen direkt genutzt oder zur Wiederauffüllung des Aquifers genutzt werden."

Ein positives Beispiel ist das Geneveser Grundwasser, das Trinkwasser für rund 700.000 Menschen im Kanton Genf und im benachbarten französischen Department Haute-Savoie liefert. Zwischen 1960 und 1970 sank sein Pegel drastisch, da sowohl die Schweiz als auch Frankreich Wasser unkoordiniert gepumpt haben. Einige Brunnen trockneten sogar aus und mussten geschlossen werden.

Die Welt hat ein Problem: Auf allen bewohnten Kontinenten sind Grundwasserressourcen mit unterschiedlich stark gesunkenen Pegeln durch hell- bis dunkelrote Zonen markiert. Quelle: Scott Jasechko, UCSB

Um die gemeinsame Wasserressource zu erhalten, einigten sich Politiker und Behörden beider Länder darauf, das Aquifer künstlich mit Wasser aus dem Arve-Fluss aufzufüllen. Ziel war es zunächst, den Grundwasserspiegel zu stabilisieren und später anzuheben – und der Eingriff war erfolgreich. "Obwohl der Wasserspiegel in diesem Aquifer möglicherweise nicht auf sein ursprüngliches Niveau zurückgekehrt ist, zeigt das Beispiel, dass Grundwasserpegel nicht nur in eine Richtung gehen müssen: nach unten," sagt Seybold.

The authorities have also had to take action in other countries: In Spain, a large pipeline has been built to carry water from the Pyrenees to central Spain, where it feeds the Los Arenales aquifer. In Arizona, water is diverted from the Colorado River into other bodies of water to replenish the groundwater reservoirs – although this does cause the delta of the Colorado River to dry up at times.

“Such examples are a ray of hope,” says UCSB researcher and lead author Scott Jasechko. Nevertheless, he and his colleagues are urgently calling for more measures to combat the depletion of groundwater supplies. “Once heavily depleted, aquifers in semi-​deserts and deserts may require hundreds of years to recover because there’s simply not enough rainfall to swiftly replenish these aquifers,” Jasechko says.

There is an additional danger on the coasts: if the groundwater level falls below a certain level, seawater can invade the aquifer. This salinizes the wells, leaving the water that is pumped up unusable neither for drinking water nor for irrigating fields; trees whose roots reach into the flow of groundwater die. On the east coast of the US, there are already extensive ghost forests with not a single living tree.

“That’s why we can’t put the problem on the back burner,” Seybold says. “The world must take urgent action.”