Boden der USA hebt sich wegen Wassermangel

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 Wissenschaftler nun 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 gesamten Region um vier, in den Bergregionen Kaliforniens sogar um fünfzehn Millimeter.

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

GPS-Station in Kaliforniens Bergen
GPS-Station in Kalifornien

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 möglich. Cayan und Kollegen nutzten dagegen ein Netzwerk von 771 GPS-Stationen, die 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 stetig.

Die Ursache dieser Bodenhebung im Westen der USA liegt in der verringerten Gesamtmasse der amerikanischen Kontinentalplatte. Um die Wassermasse erleichtert taucht die Erdkruste – 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 Abzug 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 sind. „Diese Technik kann auch auf der ganzen Welt genutzt werden, um Änderungen der Wasserressourcen zu ermitteln“, sagt Cayan. Dazu sei ein engmaschiges Netzwerk an GPS-Stationen wie in den westlichen Staaten der USA nötig.