Trinkwasserressource Ewiges Eis

Das ewige Eis – größtes Süßwasserreservoir der Welt

Rund 97 Prozent des gesamten Wasservorkommens auf der Erde befindet sich als Salzwasser in den Ozeanen. Nur die restlichen rund drei Prozent sind das für uns so lebensnotwendige Süßwasser. Hiervon sind allerdings wiederum 70 Prozent in der sogenannten Kryosphäre gebunden und als Trinkwasserquelle nur schwer zugänglich.

Während die sogenannte Hydrosphäre alle ober- und unterirdischen Süß- und Salzwasservorkommen des blauen Planeten umfasst, egal ob gasförmig, flüssig oder fest – bezeichnet die Kryosphäre als Teil der Hydrosphäre jenes Wasser, das als Eis und Schnee an den Polkappen, als Inlandeis, in Eisschilden, Gletschern, Eishöhlen oder Regionen mit Dauerfrost (Permafrost) gebunden ist.

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Nur die restlichen 30 Prozent des Süßwassers sind leicht zugänglich – als Grundwasser, als Oberflächenwasser, d.h. in Seen, Bächen und Flüssen, oder in der Luft etc. Das heißt, dass der größte Teil des Süßwasservorkommens auf der Erde zumindest zeitweilig nicht oder nur sehr schwer für die Trinkwassergewinnung zugänglich ist. In den Sommermonaten speisen die abschmelzenden Gletscher allerdings viele Flusssysteme und sind damit durchaus ein wichtiger Bestandteil als sichere Trinkwasserquelle für viele Regionen.

Rund ein Drittel der Menschheit ist abhängig von Gletscherwasser

Wichtige Gletschergebiete für die Versorgung mit Trinkwasser sind u.a.:

Himalaya-Gletscher
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Sie versorgen die sieben größten asiatischen Flüsse mit Wasser und damit rund zwei Milliarden Menschen.
Anden-Gletscher
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Sowohl die Hauptstadt Boliviens als auch Ecuadors beziehen Trinkwasser aus den Gletscherregionen des Kontinents.
Alpen-Gletscher
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Die Alpen gelten als Europas wichtigstes Trinkwasserreservoir und speisen auch hier wichtige Flüsse, wie beispielsweise den Rhein, den Po, die Rhone oder viele Donauzuflüsse. Außerdem speist das Süßwasser der Alpengletscher Stauseen, Wasserkraftwerke oder den Bodensee als wichtiges Oberflächen-Trinkwasserreservoir. Während die Nordalpen durchaus genügend Niederschläge erhalten, sieht es in den Südalpen anders aus: Besonders die Landwirtschaft der Einzugsgebiete in Süddeutschland, der Schweiz, Norditaliens oder Südfrankreichs ist in den Sommermonaten auf das Süßwasser aus den Alpen angewiesen.

Klimawandel bedroht das größte Trinkwasserreservoir der Erde

Doch durch den Klimawandel ist auch dieses empfindliche Ökosystem in Gefahr und damit unsere Trinkwasserversorgung. Die Gletscher schmelzen in den letzten Jahrzehnten auf der gesamten Erde dauerhaft und in bisher nicht gekanntem Ausmaß. Beispielsweise ist Süßwasserreservoir der Tiroler Gletscher Vernagtferner in den letzten zwei Jahrzehnten um 110 Millionen m³ unwiederbringlich abgeschmolzen. Eine Menge, die die Region Köln/Düsseldorf in einem Jahr als Trinkwasser verbraucht.

Folgen einer dauerhaften Gletscherschmelze

Die Folgen dauerhaft abschmelzender Gletscher sind gravierend für Regionen, die heute von Gletscherwasser abhängig sind – wie die Andenregionen, die Einzugsgebiete des Himalaya oder die Alpenanrainer.

  • Eine allgemeine Absenkung des Grundwasserspiegels bedeutet trockene Böden und Wassermangel für die Bevölkerung, für die Landwirtschaft und andere wasserintensive Industrien. Besonders werden Gebiete, die heutzutage nur durch intensive Wasserbewirtschaftung produktiv erfolgreich sind, unter der Gletscherabschmelze zu leiden haben. Das kann langfristig bis zur Gefährdung der Energieversorgung in diesen Gebieten führen.
  • Bevor es zur Wasserverknappung kommt, kommt es allerdings erst einmal zu Überschwemmungen und Hochwasser als Folge der Gletscherabschmelzung, einhergehend mit Schlamm- und Gerölllawinen, die ganze Gebiete unter sich zu begraben drohen. Ein kurzfristiger Nebeneffekt, der als positiv betrachtet werden könnte, kann zeitweilig sogar eine Produktivitätssteigerung in den betroffenen Gebieten sein, weil die Flüsse mehr Wasser führen. Allerdings ist dies nur ein Vorbote der darauf folgenden dauerhaften Trockenheit, mit der diese Regionen langfristig zu kämpfen haben werden.
Die Gletscherschmelze und die Auswirkungen auf das globale Klima

Die schwindende Kryosphäre beeinflusst das Klima aber auch noch in globalerer Hinsicht: Die weißen Flächen reflektieren normalerweise die Sonneneinstrahlung und verhindern dadurch eine weitere Erwärmung – was sowohl die atmosphärischen und auch die ozeanischen Strömungen sowie die Höhe des Meeresspiegels eine große Auswirkung hat.

Während Ozean und Ackerboden bis zu 80 bzw. 90 Prozent der einfallenden Sonnenstrahlen absorbieren und in Wärme umwandeln – es werden also nur 10 bis 20 Prozent der Wärme reflektiert – liegt die Rückstrahlung bei Eis- und Schneeflächen in den Weltraum bei 50 bis 90 Prozent. Die dadurch bedingte Abkühlung verstärkt die Eis- und Schneebildung weiter, wodurch sie wiederum die Rückstrahlkraft herhöht etc. Die Wissenschaft spricht hier von einem positiven Rückkopplungseffekt. Bei abschmelzenden Eis- und Schneeflächen läuft der Prozess in umgekehrter Richtung: Die Rückstrahlkraft sinkt damit steigt die Erwärmung der Luft, des Wassers und des Bodens. Was wiederum den Abschmelzprozess weiter beschleunigt.

Derartige Rückkopplungseffekte haben – soweit bisher erforscht – in der Klimageschichte immer eine entscheidende Rolle gespielt, z.B. bei dem Wechsel von Kalt- und Warmzeiten und sie verstärken derzeit auch die Erderwärmung und beschleunigen ihrerseits den Klimawandel.

Die Gletscherschmelze und die Auswirkungen auf die Höhe des Meeresspiegel

Die beiden größten Eisschilde unseres Planeten befinden sich in der Antarktis bzw. auf Grönland – ihr Volumen beträgt 24,7 Millionen km³ bzw. 2,9 Millionen km³. Wenn sie abschmelzen würde der Meeresspiegel um 56,6 m bzw. 7,3 m steigen.

Das Volumen aller anderen Gletscher der Erde beträgt nur 0,13 Millionen km³, was einem ansteig des Meeresspiegels von 0,4 m entspricht.

Wie Wissenschaftler versuchen die Gletscherschmelze konstruktiv zu nutzen

Die Wissenschaft versucht nun, einerseits die Gletscherschmelze zu verlangsamen – insbesondere an den Polkappen – und zum anderen die schmelzenden Gletscher zumindest als Trinkwasserreservoir zu nutzen. > mehr

 
 
 

Geheimnisvolles Wasser

H2O – das besondere Molekül

d3-9-0-xart-26765603_sDie Formel für Wasser ist wohl weltweit eine der bekanntesten – zwei Wasser­stoff­atome und ein Sauer­stoff­atom. Doch hinter dieser – auf den ersten Blick – einfachen Formel verbirgt sich so manche Besonderheit, An die 40 “Anomalien” haben Wissenschaftler mittlerweile herausgefunden, die von den Eigen­schaften ähnlicher Verbindungen erkennbar abweichen. Zum Beispiel:

  • Ein Wassermolekul – zwei negativ geladenen Wasserstoff-Atomen steht ein positiv geladenes Sauerstoff-Atom gegenüber – kann so­wohl Stoffe lösen, andere aber wiederum stabi­li­sie­ren, wie z.B. unsere Erbsubstanz, die DNA.
  • Ein Wasser­molekül hat für seine Molekülgröße außer­dem einen viel zu hohen Schmelzpunkt (0° C). Außerdem verdampft Wasser erst bei 100° C. Aber nur weil das so ist, gibt es Flüsse und Seen auf unserem Paneten.
  • In der Regel werden Stoffe umso dichter, je kälter sie werden – Wasser jedoch nicht. Die größte Dichte hat Wasser bei vier Grad Celsius. Deshalb schwimmt Eis auf dem Wasser und der Lebensraum darunter bleibt für die dort lebenden Tiere erhalten.
  • Im Vergleich zu anderen Flüssigkeiten hat Wasser eine sehr hohe Leitfähigkeit. Darüber hinaus leitet gefrorenes Wasser Wärme besser als flüssiges Wasser. Da Wasser auch Elektrizität leitet, können elektrische Geräte oder ein Gewitter in der Nähe von Wasser gefährlich werden. Wenn beispielsweise der Blitz ins Wasser einschlägt, kann dieser bis zu Lebewesen am oder im Wasser weitergeleitet werden.
  • In reiner Form ist Wasser total geschmacklos und geruchlos und weil es Licht nur schwach absorbiert, wirkt es auch transparent und farblos. Da es sehr lichtdurchlässig ist, können Lebewesen, die Licht brauchen, auch im Wasser existieren.
  • Wasser hat außerdem im Vergleich mit anderen Flüssigkeiten eine extrem hohe Wärmespeiecherkapazität. Aus diesem Grund verlieren wir bei Anstrengungen, wenn wir Schwitzen, nicht zu schnell zuviel Flüssigkeit, dass es für uns bedrohlich werden könnte.

Wie Wasser unser Klima beeinflusst

d3-9-0-dt_xxl_989095Aufgrund seiner hohen Wärmespeicherkapazität beeinflusst Wasser auch in erheblichem Maß unser Klima. Ein Wassermolekül kann mehr Wärme speichern, als es normalerweise seiner Größe entsprechen würde. Ozeane oder große Seen sind daher ideale Wärmespeicher, was sich ausgleichend auf das Klima an Küsten und Ufern auswirkt und diese Regionen zu bevorzugten Lebensräumen macht.

Außerdem können über die „globalen Förderbänder des Meeres“, die großen Meeresströmungen, riesige Mengen warmes Wasser aus tropischen Gebieten in kühlere Regionen transportieren werden. Ein Beispiel ist der Golfstrom. Bei der Verdunstung des Wassers in tropischen Regionen übernimmt der Wind die Verteilung. Wolken beeinflussen zudem grundsätzlich das Klima über die transportierte Niederschlagsmenge und je nach Wolkenhöhe und -form tragen sie zur Erwärmung oder zur Abkühlung bei.

Wie Wasser unseren Planeten formt

„Steter Tropfen höhlt den Stein“ oder, wie Laotse sagte: „Nichts in der Welt ist weicher und schwächer als Wasser und doch gibt es nichts, das wie Wasser Starres und Hartes bezwingt“. Wasser gehört zu den größten Architekten unseres Planeten: Niederschläge tragen Gebirge oder Inseln ab. Wellen formen Küstenlinien und Flüsse oder Gletscherzungen graben sich tief in felsige Landschaften ein.

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