Versickerung und Grundwasser

Unter der Erde liegt mehr als hundertmal so viel Süßwasser wie in allen Süßwasserseen und Flüssen der Welt zusammen.

Kein unterirdischer Fluss

Viele stellen sich Grundwasser als Flüsse und Seen in Höhlen vor. Einige gibt es in Kalksteingebieten tatsächlich, doch das meiste Grundwasser sieht ganz anders aus. Der USGS vergleicht es mit Wasser in einem Schwamm. Es füllt die kleinen Zwischenräume zwischen Sand- und Kieskörnern sowie Risse im Gestein. Gräbst du am Strand ein Loch, füllt sich dessen Boden mit Wasser: Du hast das Niveau erreicht, unter dem der Sand voller Wasser ist.

Von der Oberfläche zum Grundwasserspiegel

Versickerung bedeutet, dass Regen in den Boden eindringt. Ein Teil bleibt als Bodenfeuchtigkeit in der obersten Schicht. Wurzeln nehmen ihn auf, und Pflanzen geben ihn durch Transpiration wieder an die Luft ab. Der Rest wandert weiter nach unten. In der Hydrologie heißt das Perkolation. Das Wasser durchquert eine Zone, deren Hohlräume Luft und Wasser enthalten. Schließlich erreicht es eine Tiefe, in der jeder Hohlraum gefüllt ist. Die Obergrenze dieser gesättigten Zone ist der Grundwasserspiegel, im Modell als gestrichelte Linie dargestellt.

Der Grundwasserspiegel ist nicht eben. Er folgt ungefähr der Geländeform darüber, liegt unter Hügeln höher und nahe Tälern tiefer, allerdings mit geringeren Höhenunterschieden. Wo er die Oberfläche erreicht, entstehen Quellen, Feuchtgebiete und Flüsse, die auch bei Trockenheit weiterfließen. Gestein oder Sediment, das genug Wasser für einen Brunnen speichert und weiterleitet, heißt Grundwasserleiter. Sand und Kies eignen sich gut; Ton hält Wasser fest, lässt es aber so langsam hindurch, dass er als Sperrschicht wirkt.

Langsam, tief und umfangreich

Schwerkraft und Druck treiben Grundwasser durch die Hohlräume bergab und seitwärts. Der USGS beschreibt, wie es wieder an die Oberfläche, in Flüsse und in die Ozeane gelangt und so den Kreislauf aufrechterhält. Weil es sich so langsam bewegt, kann es Jahre oder sogar Tausende Jahre unter der Erde bleiben. Nach Eis ist es der zweitgrößte Süßwasserspeicher. Die USGS-Tabelle nennt etwa 10 530 000 km³ süßes Grundwasser, 30.1 % des gesamten Süßwassers und mehr als hundertmal so viel wie die 93 100 km³ in Süßwasserseen und Flüssen.

Das macht Grundwasser wertvoll und anfällig für Übernutzung. Die NOAA erklärt, dass manche Vorräte nur langsam nachgefüllt werden. Wer schneller pumpt, als Regen einen Grundwasserleiter auffüllt, kann den Grundwasserspiegel absenken, Brunnen und Quellen austrocknen und den Abfluss davon abhängiger Flüsse verringern. Ein weiteres Risiko ist Verschmutzung: Was mit Regen in den Boden sickert, etwa Treibstoff oder Dünger, kann jahrelang mit dem Grundwasser weiterwandern.

Nicht alles Grundwasser ist süß. Laut USGS-Tabelle entfallen etwa 12 870 000 km³ auf salziges Grundwasser, etwas mehr als der Süßwasseranteil. Ein Brunnen reicht unter den Grundwasserspiegel, sodass Wasser aus den umgebenden Hohlräumen ins Loch fließt. Pumpen senkt den Wasserspiegel rund um den Brunnen trichterförmig ab. Viele nahe beieinander pumpende Brunnen können den Grundwasserspiegel einer ganzen Region absenken. Nahe der Küste trifft zum Meer strömendes Süßgrundwasser auf darunterliegendes Salzwasser. Zu starkes Pumpen kann dieses Salzwasser in die Brunnen ziehen.