Unter den Straßen und Gehwegen, die wir täglich überqueren, befinden sich unterirdische Stauseen, die einen erheblichen Teil des gesamten Wasserbedarfs des Landes decken. Diese Grundwasserleiter versorgten einst Amerikas Städte und Ackerland. Laut einer Untersuchung der New York Times könnten sie nun endgültig versiegen.
Grundwasserleiter – geologische Formationen aus geschichtetem Gestein oder Sedimenten, die das Grundwasser filtern und speichern – versorgen einen Großteil der Industrie und Landwirtschaft des Landes mit Strom. Doch das Wachstum der Städte und die industrielle Landwirtschaft führen zu einem raschen Abbau des Grundwassers im Land – schneller als die Wiederauffüllung. Darüber hinaus habe es an öffentlicher Aufmerksamkeit für das Problem gefehlt, sagen Experten.
Vor mehr als einem Jahrhundert empfanden die Grundwasserbewegungen die Behörden als „so geheim und okkult„Dass das Problem nicht leicht sichtbar ist, macht es für Wissenschaftler schwierig, Daten zu sammeln“, sagt James Dennedy-Frank, Assistenzprofessor für Meeres- und Umweltwissenschaften sowie Bau- und Umweltingenieurwesen an der Northeastern.
Dennedy-Frank sprach mit Northeastern Global News über seine laufenden Forschungen zu diesem Thema, bei denen er die Leistungsfähigkeit von Computern nutzt, um Modelle zu erstellen, die die Raten der Grundwasserverarmung simulieren und gleichzeitig die mit der Wiederauffüllung verbundenen Umweltfaktoren untersuchen.
Das Gespräch wurde aus Gründen der Kürze und Klarheit bearbeitet.
Warum beginnen Sie nicht damit, das Problem zu erklären? Was passiert mit unserem Grundwasser und was war der Auslöser für diese große Untersuchung der Times?
Das Problem besteht darin, dass wir wissen, dass zuverlässige Wasserressourcen ein entscheidender Bedarf sind, und wir sehen, dass die Wasserressourcen an vielen Orten immer weniger zuverlässig sind. Im ersten großen Artikel der Times geht es um sinkende Wasserstände im ganzen Land.
Dies ist sicherlich etwas, worüber wir – insbesondere an der Westküste – schon seit langem Bescheid wissen. Aber die Times hat eine völlig neue Datenbank über sinkende Wasserstände im ganzen Land zusammengestellt. Da wir an vielen Orten eine stärkere Dürre erleben, auch hier an der Ostküste – zum Beispiel an Orten wie Cape Cod, das sehr vom Grundwasser abhängig ist –, sehen wir, dass der Grundwasserspiegel überall sinkt.
Und das hat alle möglichen Auswirkungen. Es hat Auswirkungen auf die Verfügbarkeit von Wasser. Viele Flüsse und Bäche werden durch Grundwasser gespeist, insbesondere in Trockenzeiten. Daher werden diese Flüsse und Bäche niedriger und fließen weniger.
Dadurch wird es auch wärmer, weil weniger kaltes Grundwasser einfließt. Das hat dann auch potenzielle Auswirkungen auf das Leben im Wasser. Hier gibt es eine ganze Reihe von Auswirkungen – und das passiert nicht nur im „trockenen“ Westen, wo man oft davon hört.
Phoenix hat kürzlich beschlossen, den Bau von Häusern in bestimmten Gebieten einzuschränken, da es keine zuverlässige Wasserquelle gab. Das ist natürlich ein wirklich großes Problem, wenn Städte sagen, sie könnten keine neuen Häuser bauen.
Der zweite Ort, den die Times untersuchte, war Minnesota, ein Ort, an den wir nicht denken, wenn wir an Trockengebiete denken. Im Jahr 2021 herrschte dort eine Dürre und viele der großen Agrarunternehmen pumpten dort viel Grundwasser ab – tatsächlich sogar viel mehr, als ihre nominellen Genehmigungen zuließen.
(Eines möchte ich zum Grundwasser sagen: Dort, wo es Genehmigungen gibt, werden diese normalerweise nicht gut durchgesetzt, und an vielen Orten gibt es nicht einmal Genehmigungen, daher gibt es sehr lockere Vorschriften.)
Sogar in Minnesota – wir betrachten Minnesota als das „Land der 10.000 Seen“, wo es viel Wasser gibt – waren aufgrund der Dürre viele Brunnen versiegt, und diese landwirtschaftlichen Nutzungen pumpten Millionen Gallonen Wasser ab. Das ist eine grobe Skizze des Problems.
Wissen wir, inwieweit dies konkret auf den Klimawandel zurückzuführen ist?
Ich glaube nicht, dass derzeit irgendjemand genaue Zahlen dazu hat. Es gibt sicherlich Leute, die daran arbeiten, es als eine Frage der Klimazuordnung zu verstehen – wie viel davon ist das Klima, wie viel davon wird vom Menschen verursacht usw. Es gab viele Orte, an denen das Grundwasser und andere Wasserressourcen durch den Menschen belastet wurden Auch wenn der Klimawandel ausbleibt, kann dies nicht genutzt werden, aber der Klimawandel belastet die Systeme stärker und belastet Systeme, über die wir uns früher nicht so viele Sorgen gemacht haben.
Meiner Meinung nach stimmt es, dass ein besseres menschliches Management diese Auswirkungen erheblich reduzieren kann, wenn wir einfach mehr über unser Management nachdenken und darüber nachdenken, wie viele Ressourcen wir wo verwenden. Die größte Einzelkultur in den USA ist Rasengras; es deckt den größten Bereich ab. Rasenflächen mitten in Phoenix sind echte Wasserfresser. Viele Orte im Westen haben begonnen, dieses Problem anzugehen. Aber an vielen anderen Orten ist das nicht der Fall.
Was tun Städte und Gemeinden, um zur Lösung des Problems beizutragen?
Es gab verschiedene Ansätze. Vor Jahrzehnten kaufte die Stadt Thornton, Colorado, Land mit Wasserrechten auf, um es in die Vororte von Denver zu verlegen.
Kürzlich [the city] War in Rechtsstreitigkeiten um die Verlegung dieses Gewässers, weil hier sehr komplizierte Wassergesetze im Spiel sind. Letzten Sommer wurden auf Cape Cod zahlreiche Bewässerungsbeschränkungen eingeführt.
Cape Cod ist, wie ich bereits erwähnt habe, stark vom Grundwasser abhängig, daher sind diese Grundwasserprobleme dort eine klassische Geschichte. Sogar in diesen Ostküstengebieten, die wir für ziemlich nass halten, wird den Menschen geraten, die Bewässerung von Rasenflächen einzuschränken.
Erzählen Sie mir von Ihrer Forschung und wie sie bei der Suche nach Lösungen hilft.
Ich bin Hydrologe und mache hauptsächlich Simulationen von Wassereinzugsgebieten. Ich verwende Computer, um diese Wassereinzugsgebiete darzustellen, mit dem Ziel, besser zu verstehen, wie wir sie nachhaltiger verwalten können.
In jüngster Zeit beschäftigen wir uns bei vielen unserer Arbeiten damit, wie das Grundwasser wieder aufgeladen wird und wie Regen und Schnee mit dem Fluss und der Evapotranspiration zusammenhängen – also dem Wasser, das durch die Flüsse fließt, und dem Wasser, das von der Vegetation genutzt wird.
Was wir gesehen haben, ist, dass in mindestens einem Bergwassereinzugsgebiet in Colorado ein größerer Teil des Wassers, das als Schnee fällt, als Bachlauf endet, während ein größerer Teil des Wassers, das als Regen fällt, als Evapotranspiration endet. Das hat wichtige Auswirkungen in einer Welt, in der es in Zukunft mehr Regen und weniger Schnee geben wird.
Wir arbeiten daran, herauszufinden, wie wichtig dies für das Verhalten von Regen und Schnee in diesen Systemen ist, sowohl im Westen der USA als auch hier im Osten. Zum Thema Grundwasser hatten wir Anfang des Jahres einen Artikel herausgebracht, an dem ich als Co-Autor mitgewirkt habe. Er befasste sich mit diesen großen atmosphärischen Flussstürmen, die in Kalifornien aufkommen, und verfolgte das Wasser aus diesen atmosphärischen Flüssen im Vergleich zu anderen kleineren Stürmen.
Wir haben herausgefunden, dass das, was das Grundwasser in unserem Modell dieses kalifornischen Wassereinzugsgebiets am meisten wieder auflädt, tatsächlich der Schnee von weniger schweren Stürmen ist. Diese wirklich großen, schweren Stürme laden das Grundwasser also viel weniger wieder auf. Das hat wichtige Auswirkungen, da sich das Klima verändert und wir mehr dieser atmosphärischen Flüsse sehen.
Wo werden wir Ihrer Meinung nach in einem Jahrzehnt bei diesem Problem sein?
Seit langer Zeit sind wir am Wasser herumgewurstelt. Wenn es wirklich ernst wird, finden wir eine vorübergehende Lösung, um das Problem zu beheben.
In Zukunft werden wir besser in der Lage sein, diese Systeme zu simulieren und besser zu verstehen, und ich denke, die Hoffnung besteht darin, dass Menschen in Führungspositionen und in der Regierung diese Tools nutzen und mit Wissenschaftlern zusammenarbeiten, um die Wasserressourcen für diese am stärksten betroffenen Gebiete besser zu planen und zu verwalten und so den Weg in eine nachhaltigere Zukunft ebnen.
Aber es wird weiterhin Stressfaktoren geben – und wir wissen nicht genau, welche diese im Zuge des Klimawandels sein werden.