Grundwasser erwärmt sich im Gleichtakt

F¨¹r ihre Studie konnten die Forscher auf l¨¹ckenlose Langzeit-Temperaturmessungen von Grundwasserstr?men um die St?dte K?ln und Karlsruhe zur¨¹ckgreifen. Die Betreiber der dortigen Wasserwerke messen seit 40 Jahren unter anderem auch die Temperatur des vom Menschen weitgehend unbeeinflussten Grundwassers. Das ist einmalig und f¨¹r die Forscher ein rares Gut. ?F¨¹r uns waren diese Daten ein Gl¨¹ck?, betont Peter Bayer, Oberassistent am Geologischen Institut der ETH Z¨¹rich. Trotz intensiver Recherche h?tten sie keine andere vergleichbare Messreihe finden k?nnen. Offenbar sei es f¨¹r Wasserwerke zu wenig interessant oder zu aufwendig, Grundwassertemperaturen konsequent ¨¹ber lange Zeit hinweg zu messen. ?Oder die Daten sind nicht digitalisiert und nur auf Papier archiviert?, vermutet der Hydrogeologe.

Ged?mpftes Abbild der Atmosph?renerw?rmung

Anhand der Messwerte konnten die Forscher aufzeigen, dass sich das Grundwasser nicht nur erw?rmt, sondern die Erw?rmungsschritte, die auch in der Atmosph?re beobachtet wurden, nachvollzieht. ?Die Erderw?rmung wird im Grundwasser direkt abgebildet, wenn auch ged?mpft und mit einer gewissen Zeitverz?gerung?, fasst Bayer die wichtigsten Erkenntnisse, die ihre Arbeit zutage brachte, zusammen. Die Forschenden ver?ffentlichten ihre Arbeit in der Fachzeitschrift Hydrology and Earth System Sciences.

Die Daten zeigen auch, dass sich das bodennahe Grundwasser bis in eine Tiefe von rund 60 Metern in den vergangenen 40 Jahren im Zug der Klimaerw?rmung statistisch signifikant erw?rmt hat. Diese Wassererw?rmung folgt dem Muster der Erw?rmung des ?rtlichen und regionalen Klimas, welches seinerseits demjenigen der globalen Erw?rmung folgt.

Das Grundwasser zeigt wie die Atmosph?re mehrere, in unregelm?ssigen Zeitabst?nden erfolgte Temperaturspr¨¹nge. Diese ?regime shifts? sind auch beim Erdklima zu beobachten, wie die Forscher in ihrer Studie schreiben. Es habe ihn ¨¹berrascht, wie schnell das Grundwasser auf den Klimawandel reagiert habe, sagt Bayer.

W?rmetausch mit dem Untergrund

Die Erdatmosph?re hat sich in den vergangenen 50 Jahren um durchschnittlich 0,13 Grad Celsius pro Jahrzehnt erw?rmt. Diese Erw?rmung macht auch vor dem Untergrund nicht halt, wie andere Klimawissenschaftler mit Bohrungen weltweit in den vergangenen zwei Jahrzehnten nachgewiesen haben. Allerdings betrachteten die Forscher meist nur B?den, die kein Wasser enthalten respektive in denen keine Grundwasserstr?me vorkommen.

Dass das Grundwasser vom Klimawandel nicht verschont bleibt, zeigten Forscher der Eawag und der ETH Z¨¹rich in einer Studie, die vor drei Jahren erschien. Diese bezog sich allerdings auf ?k¨¹nstliches? Grundwasser. Um es anzureichern, wird in bestimmten Gebieten Flusswasser versickert. Der Temperaturverlauf des so erzeugten Grundwassers entspricht daher demjenigen des Flusswassers.

Die neue Studie hingegen befasst sich hingegen mit vom Menschen wenig beeinflussten Grundwasser. Dass sich der nat¨¹rliche Grundwasserstrom im Zuge des Klimawandels ebenfalls erw?rme, sei plausibel, so Bayer weiter. ?Das Temperaturungleichgewicht zwischen Atmosph?re und Untergrund gleicht sich nat¨¹rlicherweise aus.? Der Energietransfer laufe ¨¹ber W?rmeleitung und den Grundwasserstrom ab, wie bei einem W?rmetauscher. Dadurch werde die mitgef¨¹hrte W?rme im Untergrund verbreitet und ausgeglichen.

Die Konsequenzen ihres Befundes sind indes nur schwer abzusch?tzen. M?glicherweise beeinflussen die w?rmeren Temperaturen einerseits unterirdische ?kosysteme, andererseits die Lebensr?ume, die vom Grundwasser abh?ngen. Dazu geh?ren kalte Bereiche in Fliessgew?ssern, wo der Grundwasserstrom aufst?sst. F¨¹r k?lteliebende Lebewesen wie gewisse Fische k?nnte die Erw?rmung des Grundwassers negative Folgen haben.

Konsequenzen schwer abzusch?tzen

H?here Grundwassertemperaturen beeinflussen auch den Chemismus des Wassers, insbesondere die chemischen Gleichgewichte von Nitrat oder Karbonat. Denn chemische Reaktion laufen bei h?heren Temperaturen meist schneller ab. Auch die bakteriologische Aktivit?t k?nnte sich bei steigenden Wassertemperaturen erh?hen. Wird das Grundwasser w?rmer, k?nnten sich unerw¨¹nschte Bakterien wie Erreger von Magen-Darm-Erkrankungen besser vermehren. Die Forschenden k?nnen sich aber auch positive Effekte vorstellen. ?So k?nnte der W?rme¨¹berschuss des Grundwassers geothermisch genutzt werden? erg?nzt Kathrin Menberg, die Erstautorin der Studie.