Kleiner Wasserkreislauf – Wald

Der Wald als Garant für den kleinen Wasserkreislauf

d3-1-2-xart-9508120Doch neben dem großen Wasserkreislauf existiert auch noch ein sogenannter kleiner Wasserkreislauf, der das Leben auf der Erde in Gang hält. Eine wichtige Rolle in diesem Wasserkreislauf spielen die Wälder. Sie wirken quasi wie ein Schwamm, der das Wasser bei heftigen Regenfällen absorbiert, um es nach und nach wieder abzugeben. Die Baumwurzeln halten dabei den Boden fest, der das Wasser vorübergehend in großen Mengen speichert.

d3-1-2-xart-12106607Aber auch die Pflanzen der Wälder fungieren als kleine Speichereinheiten. Große Wälder können sogar ihren eigenen Wasserkreislauf generieren, in dem die Bäume einen Teil des gespeicherten Wassers über ihre Baum ­kronen wieder verdunsten. Dieser Wasserdampf steigt auf und fällt dann als Niederschlag großräumig wieder zurück zur Erde. Je mehr Bäume, Pflanzen und Büsche, umso effektiver funktioniert die Verdunstung auf dem Festland. Ein funktionierender Regenwald produziert also im wahrsten Sinne des Wortes seinen eigenen Regen.

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Auswirkungen der sterbenden Waldregionen auf das Klima

Damit dieser kleine Wasserkreislauf aufrechterhalten werden kann, braucht es großflächige Waldgebiete. Werden diese Wälder hingegen immer weiter abgeholzt, hat das weitreichende Folgen:

  • Bodenerosionen mit Schlammlawinen und Erdrutschen können häufiger werden
  • Bei heftigen Regenfällen wird der nährstoffreiche, aber ungeschützte Boden abgetragen
  • Der Grundwasserspiegel, der durch den Baumbestand hoch gehalten wurde, sinkt aufgrund der reduzierten Vegetation
  • Da kein Laub mehr da ist, über das die Verdunstung ablaufen kann, kommt es zu immer weniger Wolkenbildung und da das schützende Laubdach fehlt, trocknet die Sonne die Erde wesentlich schneller und öfter aus.
  • Da der Wald auch als CO2-Speicher fungiert und dieser nun wegfällt, wird der Treibhauseffekt verstärkt. Mit allen bekannten Folgen: Das Eis an den Polen schmilzt schneller ab, dadurch steigt der Meeresspiegel, Trockenperioden dehnen sich aus, Stürme und Unwetter nehmen zu.

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Wasserkreislauf

Der Wasserkreislauf – prinzipiell ausreichend, aber in der Verteilung unausgewogen

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Alles Leben unseres Blauen Planeten entstand aus dem Wasser. Auch wir selbst bestehen – je nach Alter und Geschlecht – zu 60 bis 80 Prozent aus Wasser und rund 71 Prozent der Oberfläche unseres Blauen Planeten ist von Wasser bedeckt.

d3-1-2-18957737-wuerfel-gr1Wasser ist die Grundlage unseres Lebens. Ohne Wasser können wir nur circa drei bis vier Tage überleben. Doch es muss Süßwasser sein und über 97 Prozent des Wassers auf der Erde ist Salz­wasser. Und von den restlichen knapp drei Prozent des Süßwassers stehen nur rund 25 Prozent als leichtzugängliches Trinkwasser zur Verfügung, das sind an der Gesamtwasser­menge auf der Erde gemessen nur 0,0001 Prozent. Die restlichen rund 75 Prozent der Süß­wasser­ressourcen sind „im ewigen Eis“ gebunden.

Das mag auf den ersten Blick wenig erscheinen, ist aber prinzipiell ausreichend, denn das Wasser befindet sich in einem ständigen Kreislauf und erneuert sich regelmäßig. Wobei Nieder­schlags­mengen und Verdunstung sich grundsätzlich die Waage halten. Allerdings nur, wenn man die Durchschnittswerte betrachtet. Saisonal und regional gibt es dagegen erhebliche Unterschiede, die zu großen Ungleichgewichten führen.

Wie aus Salzwasser Süßwasser wird

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Die Anfänge des Wasserkreislaufs auf der Erde liegen etwa 4,2 Milliarden Jahre zurück. Damals hatte sich die Erde soweit abgekühlt, dass Wasser in flüssiger Form existieren und sich aus Niederschlägen der erste Urozean bildete konnte. Das Wasser wusch mit der Zeit Mineralien aus den Gesteinen. Darüber hinaus reicherten Vulkanausbrüche und Sand aus den Wüsten das Wasser immer weiter mit Mineralsalzen an und über Jahrmilliarden entstand nach und nach der Salzgehalt in den Meeren, der heute zwischen 3,3 und 3,7 Prozent liegt.

d3-1-3-xart-11840978Seither sind die größten Wasserspeicher unseres Planeten die Ozeane. Sie fassen rund 1,37 Milliarden kmm³ Wasser, bedecken rund 361 Millionen kmm² der Erdoberfläche und bestehen aus Salzwasser, das durch Sonneneinstrahlung teilweise verdunstet. Das meiste über den Meeren – je größer die Wasserfläche und je höher die Temperatur, desto stärker die Verdunstung – ein geringerer Teil aber auch über dem Festland. Während der Verdunstung wechselt das bis dahin flüssige Salzwasser in einen gasförmigen Aggregatzustand und wird zu Süßwasser, da das Salz unter den gegebenen Umständen nicht mitverdunstet.

d3-1-3-xart-17305407Das Wasser steigt nun als Wasserdampf in die Atmosphäre auf. Da die oberen Schichten der Atmosphäre kälter sind, kühlt sich der aufsteigende Wasserdampf bis zum sogenannten Taupunkt ab. Durch Kondensation entstehen kleine Wassertropfen, die sich zu Wolken zusammenballen. Weil kalte Luft weniger Feuchtigkeit speichern kann als warme, kommt es zu Niederschlägen, wenn die Wolken zu schwer werden. Der ursprüngliche Wasserdampf fällt – je nach Temperatur – nun als Regen, Schnee oder Hagel wieder auf die Erdoberfläche zurück. Dabei gehen rund 80 Prozent der Niederschläge über dem Meer nieder, womit der Kreislauf aufs Neue beginnt.

d3-3-1-3-xartg-dt_20593454Mit den globalen Luftströmen, deren treibende Kraft die unterschiedliche Intensität der Sonneneinstrahlung rund um den Erdball ist – am Äquator herrscht ein Energieüberschuss, an den Polen hingegen ein Energiemangel – bewegen sich Teile der Wolken, die sich über dem Meer bilden, in Richtung Festland. Fallen die Niederschläge aufs Festland, werden sie teilweise von Pflanzen absorbiert oder verdunsten.

Wie unsere Grundwasserreservoirs entstehen

Der Rest versickert im Boden und sammelt sich dort an wasserundurchlässigen Bodenschichten, um unterirdische Grundwasserreservoirs zu bilden. Beim Versickern wirken die verschiedenen Erdschichten wie ein Filter, der das Wasser reinigt. Ein Teil des Sickerwassers bahnt sich unterirdisch einen Weg in Bäche und Flüsse, um von dort wieder zurück in die Ozeane zu fließen, genauso oberflächlich abgeführtes Regenwasser oder Schnee. In kalten Regionen – wie Polargebiete oder Hochgebirge – bleibt ein Teil der Niederschläge als Eis in fester Form gespeichert, bis dieses als Schmelzwasser ebenfalls über Bäche und Flüsse zurück in die Ozeane gelangt und erneut Teil des ständigen Wasserkreislaufs wird.

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d3-1-3-xart-32502945Egal in welchem Aggregatzustand – gasförmig, flüssig oder gefroren – von der Wassermenge, die den Kreislauf des Lebens in Gang hält, geht dabei nichts verloren, außer es kommt zu Supergaus, wie beispielsweise große Meteoriteneinschläge. Ansonsten bleibt die Wassermenge weltweit nahezu konstant, die in einem beständigen Kreislauf für frisches Trinkwasser sorgt.

Während global gesehen die Bilanz zwischen Verdunstung und Niederschlägen also ausgeglichen ist, kommt es jedoch regional und saisonal zu erheblichen Unterschieden. Während das Wasserdargebot, d.h. die Menge an nutzbarem Trinkwasser, in Deutschland beispielsweise pro Jahr 188 Mrd. m³ beträgt, liegt das Wasserdargebot in über 80 Ländern unter 500 m³/a. Am stärksten von der Wasserknappheit sind Afrika und Asien betroffen. Und diese ungleiche Wasserverteilung kann sich in Zukunft aufgrund des fortschreitenden Klimawandels noch verstärken. Die Wissenschaft hat zahlreiche Szenarien entworfen, die alle darauf hindeuten, dass die Wasserversorgung weltweit vor neue Herausforderungen steht. Auch bei uns in Europa. Auch bei uns im Land.

Wasser und Erde

Ein Milliarden Jahre alter Kreislauf gerät in Gefahr

Der große Wasserkreislauf der Erde bewegt beständig immense Mengen Wasser, bei denen aus den riesigen Salzwasservorräten der Ozeane das für uns lebensnotwendige Süßwasser entsteht. Jährlich sind es rund 505.000 km³ Wasser, die verdunsten. Davon rund 434.000 km³ über den Ozeanen und rund 71.000 km³ über dem Festland. Von diesen verdunsteten Wassermassen fallen wiederum 398.000 km³ als Niederschlag auf die Meere und 107.000 km³ auf das Festland zurück. Dementsprechend findet also jährlich ein Transport von rund 36.000 km³ Wasser von den Meeren zum Festland statt, das als Salzwasser den Kreislauf beginnt und bei uns als Süßwasser ankommt.

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d3-1-2-xart-doppelAuf dem Festland dienen die Niederschläge nicht nur als Nahrungsquelle, sondern formen auch nachhaltig über lange Zeiträume das Aussehen der Erde. Fließendes Wasser kann beispielsweise selbst härtestes Gestein abtragen oder Geröll und Sand von den Bergen ins Flachland bis an die Küsten transportieren.

Aber Wasser kann auch Naturkatastrophen auslösen, beispielsweise sintflutartige Niederschläge mit Überschwemmungen, Erdrutschen oder Schlammlawinen. Als Folge des Klimawandels beginnen Wetterextreme dieser Art in den letzten Jahren rund um den Erdball zuzunehmen. Auch hierzulande kommt es beispielsweise in immer kürzeren Abständen zu sogenannten Jahrhundert­hochwassern. Neben dem großen Wasserkreislauf spielt auch der kleine Wasserkreislauf eine bedeutende Rolle – der Wald. > more