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© Cavan Images/Imago

Dass die Erde austrocknet, hat große Folgen für den Planeten. Nicht nur Mensch und Landwirtschaft leiden – auch Meeresspiegel und Erdrotation sind betroffen.

Die Menge an Wasser, die auf den Kontinenten der Erde gespeichert ist, ist so stark zurückgegangen, dass Veränderungen wahrscheinlich unumkehrbar sind, solange Menschen leben, wie eine neu veröffentlichte Studie zeigt. Die Verluste an Bodenfeuchtigkeit – eine Folge der Klimabedingungen des Planeten und anhaltender Dürreperioden – stellen bereits jetzt ein Problem für die Landwirtschaft, Bewässerungssysteme und die für den Menschen lebenswichtigen Wasserressourcen dar.

Aber es wirkt sich auch auf den Anstieg des Meeresspiegels und die Erdrotation aus – Datensätze, die das Forschungsteam verwendete, um die Wasserspeicherung über Jahrzehnte hinweg besser zu verfolgen, als dies in früheren Studien der Fall war. „Wir suchten nach Beweisen für eine sich weltweit verändernde Hydrologie“, sagte Jay Famiglietti, Mitautor der in Science veröffentlichten Studie. „Was wir fanden, war dieser beispiellose Rückgang der Bodenfeuchtigkeit zu Beginn des 21. Jahrhunderts, der uns überraschte.“

Der Boden der Erde verliert an Feuchtigkeit

Das Team stellte fest, dass zwischen 1979 und 2016 die größten Bodenfeuchtigkeitsverluste in den Jahren 2000 bis 2002 auftraten – mit einem Verlust von etwa 1614 Gigatonnen Wasser vom Land. Das Team schätzte, dass dies zu einem Anstieg des globalen mittleren Meeresspiegels um etwa 1,95 Millimeter pro Jahr beitrug. Der erschreckende Beitrag zum Anstieg des Meeresspiegels war größer als der Eisverlust Grönlands in dieser Zeit. Grönland trug in den letzten Jahrzehnten etwa 0,8 Millimeter pro Jahr bei. Von 2002 bis 2006 verlor es etwa 900 Gigatonnen.

„Die Menge des Wassers, das in die Ozeane geleitet wurde, war größer als die Menge, die wir normalerweise als größte Quelle betrachten, nämlich das Abschmelzen Grönlands“, sagte Clark Wilson, Mitautor und Geophysiker an der University of Texas in Austin. Famiglietti stimmte zu, dass „die Verringerung der Bodenfeuchtigkeit eine größere Rolle beim Anstieg des Meeresspiegels spielt, als wir bisher angenommen haben“.

Größte Rückgänge der Bodenfeuchtigkeit in Asien, Zentralafrika sowie Amerika

Der größte Rückgang der Bodenfeuchtigkeit in diesem Zeitraum war in großen Regionen in Ost- und Zentralasien, Zentralafrika sowie Nord- und Südamerika zu verzeichnen. Die Studie zeigte, dass der Rückgang in erster Linie auf Veränderungen der Niederschlagsmuster und eine stärkere Austrocknung durch die Atmosphäre aufgrund steigender Temperaturen zurückzuführen ist.

„Bemerkenswert ist, dass die globale Dürre, die zwischen 2000 und 2002 auftrat, damals weitgehend unbemerkt blieb“, sagte Ki-Weon Seo, Hauptautor und Geophysiker an der Seoul National University. „Diese Studie legt nahe, dass Dürreereignissen mehr Aufmerksamkeit geschenkt werden sollte.“

Der Rückgang der Bodenfeuchtigkeit von 2000 bis 2002 ist interessant, weil er in Computermodellen, die die Wasserspeicherung der Erde in der Vergangenheit darstellen, nicht gut abgebildet ist, so Wilson. Ein bekanntes Computermodell deutete auf eine globale Dürre hin, aber es war unklar, ob es korrekt war. Die Ergebnisse der Studie bestätigten jedoch die Beobachtung und würden dazu beitragen, die Modelle zu verfeinern.

Die Bodenfeuchtigkeit nahm nach 2002 weiter ab, wenn auch nicht mehr so stark. Satellitenbeobachtungen des Gravity Recovery and Climate Experiment der Nasa zeigten, dass von 2005 bis 2015 etwa weitere 1287 Gigatonnen Wasser an Land erschöpft waren, was etwa einem Anstieg des globalen mittleren Meeresspiegels um 3,52 Millimeter entspricht. „Der Feuchtigkeitsverlust des an Land gespeicherten Wassers hält an“, so Wilson. „Aus menschlicher Sicht haben wir möglicherweise nicht die Art von Niederschlagsereignissen erlebt, die für die Wiederauffüllung des Bodens wichtig wären.“

Anzeichen für eine globale Verschiebung der Wasserspeicherung

Die globale Wasserspeicherung an Land zu verfolgen, ist keine leichte Aufgabe. Lange Zeit waren Wissenschaftler auf regionale Messungen und Modelle beschränkt, doch dann ermöglichte der Start von GRACE neue globale Einblicke in die Wasserspeicherung von der Oberfläche bis unter die Erde. Der Satellit wurde jedoch erst 2002 gestartet, sodass die Wissenschaftler keine Informationen darüber hatten, wie es in den Jahrzehnten zuvor aussah.

In der neuen Studie erweitern Seo und seine Kollegen diese Aufzeichnungen bis ins Jahr 1979 zurück und liefern den ersten „Beweis für eine dauerhafte Verschiebung des hydrologischen Kreislaufs der Erde aufgrund des Klimawandels“, so der Hydrologe Luis Samaniego, der nicht an der Studie beteiligt war und einen Übersichtsartikel über die Forschung verfasst hat. Da es vor 2002 kaum direkte Beobachtungen der globalen Wasserspeicherung an Land gab, untersuchte das Team zwei weitere längere Datensätze als Indikatoren: den globalen Anstieg des Meeresspiegels und die Neigung der Erde.

Der globale Anstieg des Meeresspiegels wird hauptsächlich durch das Abschmelzen von Gletschern und Eisschilden verursacht, aber auch durch die Veränderung der Wassermenge an Land. Wenn Wasser die Kontinente verlässt, gelangt es in die Ozeane, so Famiglietti.

Gleichzeitig kann die Verlagerung von Wasser von einem Teil der Erde in einen anderen die Rotation des Planeten um seine Achse beeinflussen. Die Erde dreht sich auf einer imaginären Linie zwischen dem Nord- und dem Südpol, aber die genaue Position der Linie ist nicht festgelegt. Die Punkte, an denen die Rotationsachse der Erde auf die Erdoberfläche trifft, wackeln und driften jedes Jahr um einige Meter – dies wird als Polbewegung bezeichnet. (Diese Veränderungen sind für Menschen nicht wahrnehmbar, aber für GPS-Systeme auf Telefonen.)

Die Neigung der Erde verschiebt sich durch die Entnahme von Grundwasser

Zuvor hatten Famiglietti und seine Kollegen herausgefunden, dass sich die Neigung der Erde durch die Entnahme von Grundwasser um 31,5 Zoll nach Osten verschob. In der neuen Studie stellte das Team außerdem fest, dass die Polbewegung durch den globalen Grundwasserverlust von 1993 bis 2010 beobachtbare Veränderungen erfahren hat. Samaniego sagte, dass die neue Studie einen langfristigen Trend des Wasserkreislaufs der Erde bestätigt, der in Modellen mit nicht nur einem, sondern drei völlig unabhängigen globalen Datensätzen sichtbar ist – „eine beeindruckende wissenschaftliche Leistung“.

Diese Rückgänge wurden auf regionaler Ebene beobachtet, aber er sagte, dies sei der erste „schlüssige“ Beweis für eine globale Verschiebung der Wasserspeicherung. Im Jahr 2021 gab das Team an, dass sich die Bodenfeuchtigkeit immer noch nicht erholt hat und sich unter den aktuellen Klimabedingungen wahrscheinlich auch nicht erholen wird. Anhaltende Dürreperioden, die in einer sich erwärmenden Welt zunehmen, werden verhindern, dass die Bodenfeuchtigkeit auf den vorgegebenen Kurs zurückkehrt – zumindest zu unseren Lebzeiten.

„Bodenfeuchtigkeit, die die Bodenschichten verlassen hat und seit Jahrzehnten nicht mehr aufgefüllt wurde, wird wahrscheinlich nicht mehr auf ihr ursprüngliches Niveau zurückkehren“, so Samaniego, Forscher am Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung. Die Schlussfolgerung der Forscher lautet, dass die Gesellschaft lernen muss, ein intelligenteres und nachhaltigeres Wasserressourcenmanagement zu praktizieren.

„Beim Klimawandel geht es nicht nur um steigende Temperaturen, sondern auch um langfristige Auswirkungen auf die Wasserverfügbarkeit, die sich auf die Landwirtschaft, die Ökosysteme und die Gesellschaft gleichermaßen auswirken“, so Samaniego.

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Dieser Artikel war zuerst am 27. März 2025 in englischer Sprache bei der „Washingtonpost.com“ erschienen – im Zuge einer Kooperation steht er nun in Übersetzung auch den Lesern der IPPEN.MEDIA-Portale zur Verfügung.