Über Messungen des radioaktiven Wasserstoff-Isotops Tritium kann auf das Alter der Wasservorkommen geschlossen werden

Victoria (Kanada)/Göttingen -Das gesamte Grundwasser der Erde reicht aus, um die globale Landfläche mit einer 180 Meter hohen Wasserschicht zu überfluten. So veranschaulichen kanadische Geowissenschaftler die gewaltige Wassermenge von knapp 23 Millionen Kubikkilometern, die nach ihrer im Fachblatt „Nature Geoscience“ veröffentlichten Studie in bis zu zwei Kilometern Tiefe lagern. Allerdings sei nur ein kleiner Bruchteil dieses Wassers von etwa sechs Prozent im Zeithorizont eines Menschenlebens erneuerbar. Diese bisher umfassendste Inventur aller Grundwasservorkommen zeigt zudem, dass das nutzbare Grundwasser schneller verbraucht wird als es sich regenerieren kann.

„Unsere Ergebnisse belegen, dass Grundwasser eine begrenzte Ressource ist, dessen Nutzung wir besser organisieren müssen“, sagt Tom Gleeson von der University of Victoria. Für seine Weltkarte des Grundwassers sammelte er zusammen mit deutschen und amerikanischen Kollegen die besten verfügbaren Datensätze, die abhängig von der Geologie einer Region verlässliche Angaben über die jeweiligen Grundwasservorkommen lieferten. Dabei spielte die Porösität der oberen Erdschichten eine wichtige Rolle, da sie ein Maß für die Speicherfähigkeit darstellte. Insgesamt legten diese Daten die Basis für die bisher genaueste Simulation der globalen Lagerstätten bis in zwei Kilometer Tiefe.

Auf das Alter des Grundwassers legten die Geowissenschaftler besonderen Wert. Mit zunehmender Tiefe und abhängig von den Gesteinsschichten im Untergrund kann Grundwasser bis zu einige Millionen Jahre alt sein. Für die Trinkwassernutzung spielen weltweit allerdings nur junge Vorkommen eine Rolle, die innerhalb von 50 Jahren durch versickernde Niederschläge aufgefüllt werden. Um den Umfang dieser „modern“ genannten Vorkommen abzuschätzen, nutzten die Forscher knapp 4.000 Datensätze zur Konzentration des radioaktiven Wasserstoff-Isotops Tritium im Wasser. Da dieses Isotop erst mit den überirdischen Kernwaffentests zwischen 1945 und 1980 in den globalen Wasserkreislauf gelangte, diente es den Forschern als zuverlässiger Marker für das Alter der Grundwasservorkommen.

Nicht unerwartet lagen die modernen Grundwasservorkommen vor allem in den oberen Erdschichten. Doch auch kleinere Lagerstätten bis in 1500 Meter Tiefe ließen sich ausmachen. Dank der Analyse der Tritium-Daten konnten die Forscher den Anteil des modernen, erneuerbaren Grundwassers auf geringe sechs Prozent aller Vorkommen beziffern. Die ergiebigsten Lagerstätten fanden sich vor allem in Regenwaldgebieten oder Gebirgsregionen mit relativ hohen Niederschlagsmengen wie in den Anden Südamerikas oder in den Rocky Mountains in den USA. Danach folgten gemäßigte Klimazonen, zu denen auch Mitteleuropa zählt. Über die geringsten Grundwasserreserven verfügen die Wüstenregionen Afrikas oder Australiens.

Erst vor einem halben Jahr stellte die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) in Hannover zusammen mit der UNESCO eine Weltgrundwasserkarte vor. Diese Karte zeigte vor allem die Regionen, in denen die Trinkwasserversorgung infolge von Dürren oder Überflutungen gefährdet sei. Die neue Grundwasser-Analyse liefert nun weitere Daten, um die globalen Wasservorkommen noch genauer abschätzen zu können.

„Wir nutzen unsere Grundwasserreserven zu schnell, schneller als sie sich erneuern können“, betont Gleeson ein Ergebnis seiner Studie. Der Hydrogeologe Ying Fan von der Rutgers University in New Brunswick pflichtet ihm bei und schreibt in einem begleitenden Kommentar: „Dieser globale Blick auf das Grundwasser sollte das Bewusstsein schärfen, dass gerade die jungen, modernen Vorkommen empfindlich auf Umweltveränderungen reagieren und endlich sind.“ So sei ein sparsamer Umgang mit Wasser vor allem in den trockenen und dicht bevölkerten Regionen dringend gefordert. Ein Zugriff auf die gigantischen Mengen des alten, fossilen Grundwassers könnte nur in wenigen Ausnahmefällen einen Trinkwassermangel für wenige Jahre ausgleichen. Denn der größte Teil dieser Wasservorkommen in tiefen Schichten enthält giftige Elemente wie Arsen oder Uran und ist meist salziger als Meerwasser.