Folgen der Dürre: Boden der USA hebt sich wegen Wassermangels

La Jolla (USA) - Seit Jahren leidet der Westen der USA unter großem Wassermangel. Strenge Rationierungen und Probleme für die Landwirtschaft Kaliforniens sind die Folge. Das ganze Ausmaß der Dürre in diesem Jahr konnten nun amerikanische Wissenschaftler erstmals mit GPS-Sensoren genauer beziffern. Wie sie in der Fachzeitschrift „Science“ berichten, hob sich der Boden 2014 im Vergleich zu den Vorjahren deutlich: in der ganzen Region um vier, in den Bergregionen Kaliforniens sogar um 15 Millimeter.

„Unsere Messungen zeigen den Wasserverlust im Verlauf der vergangenen Jahre“, sagt Dan Cayan von der University of California San Diego. So summierte sich der Wassermangel in der Region im März diese Jahres auf insgesamt 240 Milliarden Tonnen. Diese gigantische Menge würde ausreichen, um das untersuchte Gebiet mit einer zehn Zentimeter mächtigen Wasserschicht zu bedecken, und ist vergleichbar mit den jedes Jahr abfließenden Schmelzwassermengen auf Grönland.

Eine so genaue Abschätzung des Wasserverlusts vor allem in den Grundwasserschichten war bislang weder mit lokalen, geophysikalischen Analysen noch mit Messungen der masseabhängigen und lokal wirkenden Schwerkraft von Satelliten aus nicht möglich. Cayan und Kollegen nutzten dagegen ein Netzwerk von 771 GPS-Stationen, die gleichmäßig über den Westen der USA verteilt sind. Sie analysierten die exakten Höhenmessungen dieser Stationen im Zeitraum von 2003 bis 2014. Hielten sich die jahreszeitlichen Schwankungen bis 2012 in einem engen Rahmen, so hob sich der Boden seit 2013 dauerhaft. Im März dieses Jahres gipfelte diese Hebung bei dem bisherigen Rekordwerten von bis zu 15 Millimetern.

Die Ursache dieser Bodenhebung im Westen der USA liegt in der verringerten Gesamtmasse der amerikanischen Kontinentalplatte. Eine um gigantische Wassermengen erleichterte Erdkruste taucht – analog zu einem schwimmenden Schiff, das zum Teil entladen wurde – weniger tief in den viskosen Erdmantel ein. Die Folge ist eine Hebung des Bodens um einige Millimeter, über die sich nach Ausschluß anderer Störeffekte direkt auf das Versiegen der Grundwasservorkommen schließen lässt.

Diese Studie belegt, dass Höhenmessungen per GPS für die Analyse der Wasserreserven über große Landstriche geeignet ist. „Diese Technik kann auch auf der ganzen Welt genutzt werden, um Änderungen der Wasserressourcen zu ermitteln“, sagt Cayan. Dazu sei lediglich ein engmaschiges Netzwerk an GPS-Stationen wie in den westlichen Staaten der USA nötig.