Einem weltweit ersten globalen Grundwassertemperaturmodell zufolge wird sich das flache Grundwasser bis zum Ende des Jahrhunderts voraussichtlich um durchschnittlich 2,1 bis 3,5 Grad Celsius erwärmen.
Dr. Dylan Irvine, herausragender Zukunftsforscher der Charles Darwin University (CDU), und Dr. Gabriel Rau von der University of Newcastle haben zusammen mit Kollegen aus Kanada, Deutschland und Österreich das Modell entwickelt, das die langfristigen Auswirkungen der fortschreitenden Erwärmung des Grundwassers in flachen Gewässern durch den Klimawandel aufzeigen soll.
Das Modell prognostiziert, dass die höchsten Erwärmungsraten in Zentralrussland, Nordchina und Teilen Nordamerikas sowie im Amazonas-Regenwald zu verzeichnen sein werden. Auch die Grundwassertemperaturen in Australien werden voraussichtlich steigen. Das Papier ist veröffentlicht im Journal Naturgeowissenschaften.
Dr. Irvine vom Forschungsinstitut für Umwelt und Lebensgrundlagen der CDU sagte, ein Anstieg der Grundwassertemperatur könne Anlass zur Sorge geben.
„Grundwasser ist das Wasser, das unter der Erdoberfläche in Porenräumen in Gestein und Boden vorhanden ist. Es ist für das Leben auf der Erde von entscheidender Bedeutung“, sagte Dr. Irvine.
„Die Grundwassertemperatur kann Ökosysteme, aquatische Prozesse und die Wasserqualität beeinflussen. Steigen die Grundwassertemperaturen, könnten leider viele temperaturempfindliche, vom Grundwasser abhängige Ökosysteme bedroht sein.
„Ein großer Teil der Aufmerksamkeit beim Klimawandel richtet sich zu Recht auf Wetterereignisse und die Verfügbarkeit von Wasser, aber wir müssen umfassender über die Auswirkungen nachdenken, die der Klimawandel auf das Grundwasser haben wird.“
Unglücklicherweise prognostiziert das Modell für Australien, dass wie in anderen Ländern mit einem Anstieg der Grundwassertemperaturen zu rechnen ist.
„Unser Grundwasser wird sich hier erwärmen, aber wie stark, hängt davon ab, ob die Menschen in der Lage sind, die Treibhausgasemissionen zu reduzieren und so zur Eindämmung des Klimawandels beizutragen“, sagte Dr. Irvine.
„Diese Temperaturanstiege können lebenswichtige Prozesse wie die Chemie des Grundwassers, die Metallauslaugung und die Mikrobiologie beeinträchtigen, was wiederum die Wasserqualität beeinflusst.“
„Wenn die Temperaturen steigen, kann es zu erheblichen Auswirkungen auf unsere heimischen Wassertiere kommen, einschließlich ihrer Laichprozesse, was wiederum Auswirkungen auf Industrien und Gemeinden haben wird, die auf diese Ökosysteme angewiesen sind.“
Co-Autor und Dozent für Hydrogeologie an der Universität Newcastle, Dr. Gabriel Rau, warnte, dass die steigenden Grundwassertemperaturen viele Ökosysteme, die auf Grundwasser angewiesen sind, negativ beeinflussen könnten.
„Flüsse sind in Trockenzeiten auf Grundwasser angewiesen, um weiter fließen zu können. In warmen Gewässern ist weniger Sauerstoff gelöst. Wir haben im Murray Darling gesehen, wie ein niedriger Sauerstoffgehalt im Wasser zum Fischsterben beitragen kann“, sagte Dr. Rau.
Laut Weltgesundheitsorganisation gibt es derzeit nur in 18 von 125 Ländern Temperaturrichtlinien für Trinkwasser.
Eine weitere Erwärmung des Grundwassers könnte zudem die Sicherheit des Trinkwassers beeinträchtigen.
„Unser Modell geht davon aus, dass bis zum Jahr 2099 weltweit 59 bis 588 Millionen Menschen in Gebieten leben werden, in denen die Grundwassertemperatur den höchsten Grenzwert überschreitet, den ein Land für die Trinkwassertemperatur festgelegt hat“, sagte Dr. Rau.
„Wenn sich das Grundwasser erwärmt, steigt das Risiko der Ausbreitung von Krankheitserregern, die die Trinkwasserqualität beeinträchtigen – und möglicherweise das Leben vieler Menschen beeinflussen.“
„Dies ist besonders besorgniserregend in Gebieten, in denen der Zugang zu sauberem Trinkwasser bereits eingeschränkt ist und in Gebieten, in denen Grundwasser ohne Aufbereitung verbraucht wird.“
Dr. Rau erläuterte zudem, dass steigende Grundwassertemperaturen auch ein wirtschaftliches Risiko darstellen.
„Viele wichtige Industriezweige wie die Landwirtschaft, das verarbeitende Gewerbe und die Energieerzeugung sind für ihren Betrieb auf Grundwasser angewiesen. Wenn das Grundwasser, auf das sie angewiesen sind, zu warm oder stärker verunreinigt wird, kann dies ihre Aktivitäten stören und möglicherweise zu wirtschaftlichen Verlusten führen“, sagte Dr. Rau.
Um die mögliche Änderung der Grundwassertemperaturen durch den Klimawandel zu verdeutlichen, hat das Forschungsteam um Dr. Susanne Benz vom Karlsruher Institut für Technologie eine interaktive Online-Anwendung zur Darstellung der prognostizierten Temperaturänderungen entwickelt.
Diese Google Earth Engine-App bietet zoombare Karten der jährlichen Durchschnitts-, Maximal- und Minimaltemperaturen des Grundwassers in verschiedenen Tiefen sowie der saisonalen Variabilität für ausgewählte Jahre und Klimaszenarien, von denen das Team hofft, dass sie weitere Forschungen erleichtern werden.
Mehr Informationen:
Susanne A. Benz et al, Globale Grundwassererwärmung durch Klimawandel, Naturgeowissenschaften (2024). DOI: 10.1038/s41561-024-01453-x