Die Erde ist aufgrund übermäßiger Grundwasserförderung aus der Achse geraten

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Grundwasser ist eine wichtige Trinkwasserquelle für Mensch und Vieh und dient auch der Bewässerung während Dürreperioden. Eine aktuelle Studie ergab jedoch, dass die kontinuierliche Grundwasserförderung im letzten Jahrzehnt die Rotationsachse der Erde verschoben hat und sie jährlich um etwa 4,3 cm nach Osten neigt.

Diese jährliche Fehlausrichtung kann aufgrund ihrer Wirkung auf den steigenden Meeresspiegel sogar auf der Erdoberfläche beobachtet werden, berichten die Forscher in einer am 15. Juni in Geophysical Research Letters veröffentlichten Studie.

„Die Rotationsachse der Erde hat sich tatsächlich stark verändert“, sagte Hauptautor Ki-Weon Seo, Professor am Institut für Geowissenschaften an der Seoul National University in Südkorea, in einer Pressemitteilung. „Unsere Studie zeigt, dass unter den klimabedingten Ursachen die Umverteilung des Grundwassers den größten Einfluss auf die Veränderung der Erdrotationsachse hat.“

Rotationsachse der Erde

Für den Menschen ist die Erdrotation schwer wahrnehmbar, in Wirklichkeit dreht sich die Erde jedoch immer mit einer Geschwindigkeit von etwa 1.000 Meilen/h (entspricht 1.609 km/h) um die Nord-Süd-Achse.

Jahreszeitliche Veränderungen auf der Erde sind eng mit der Rotationsachse des Planeten verknüpft, und über geologische Zeiträume hinweg kann eine Verschiebung dieser Achse das Klima auf globaler Ebene beeinflussen, sagte Surendra Adhikari, ein Forscher am Jet Propulsion Laboratory der NASA, in einer Pressemitteilung.

Das Erdinnere besteht aus Gesteins- und Magmaschichten, die einen sehr heißen, dichten metallischen Kern umgeben. Unter der äußersten Gesteinsschicht verbirgt sich jedoch ein riesiges Wasserreservoir. Schätzungsweise enthalten diese Reservoirs unter der Erdoberfläche 1.000-mal mehr Wasser als alle Flüsse und Seen der Erde zusammen.

Welt - Die Erde ist aufgrund übermäßiger Grundwasserförderung aus der Achse geraten — Im Laufe der geologischen Zeit kann die axiale Drift der Erde das globale Klima beeinflussen. Foto: NASA/File.

Zwischen 1993 und 2010, dem in der Studie analysierten Zeitraum, hat der Mensch Schätzungen aus dem Jahr 2010 zufolge mehr als 2.150 Billionen Tonnen Grundwasser aus der Erde entnommen, hauptsächlich aus dem Westen Nordamerikas und Nordwestindiens. Zum Vergleich: Würde diese Wassermenge ins Meer geleitet, würde der globale Meeresspiegel um sechs Millimeter ansteigen.

Im Jahr 2016 entdeckte ein Forschungsteam, dass die Neigung der Erdachse zwischen 2003 und 2015 mit Veränderungen der Masse von Eisschilden und Gletschern sowie mit Veränderungen der Wassermenge auf der Erdoberfläche zusammenhängen könnte.

Tatsächlich könne jede großflächige Veränderung auf der Erde, einschließlich Veränderungen des Luftdrucks, die Erdachse verschieben, sagte Seo gegenüber CNN per E-Mail.

Allerdings, so erklärte Seo, sei die Verschiebung der Erdachse aufgrund von Luftdruckänderungen ein periodischer Prozess. Anders ausgedrückt: Die Rotationsachse der Erde verschiebt sich und kehrt dann in ihre ursprüngliche Position zurück. Seo und seine Kollegen warfen eine Reihe von Fragen zur langfristigen Veränderung der Erdachse auf, insbesondere zu den Auswirkungen der Grundwasserentnahme, einem Faktor, der in früheren Studien nicht untersucht wurde.

Auswirkungen der Grundwassernutzung

Die Rotationsverschiebung der Erde lässt sich indirekt durch Radioteleskopmessungen stationärer Objekte im Weltraum beobachten, die als feste Orientierungspunkte dienen. Für die neue Studie nutzten die Wissenschaftler Daten zur Grundwasserentnahme aus dem Jahr 2010 und speisten sie in Computermodelle ein. Dazu kamen Beobachtungsdaten zum Eismassenverlust und zum Anstieg des Meeresspiegels sowie Schätzungen zur Rotationsverschiebung der Erde.

Anschließend bewerteten die Forscher die Meeresspiegeländerung „anhand der Grundwasservolumenänderung aus dem Modell“, um das Ausmaß der durch die Grundwasserentnahme verursachten axialen Drift zu bestimmen, sagte Seo.

Dem Modell zufolge hat die Umverteilung des Grundwassers die Rotationsachse der Erde in weniger als zwei Jahrzehnten um mehr als 78,7 Zentimeter nach Osten verschoben. Ein seit langem bekannter, wichtiger Einflussfaktor auf die Erdrotation sind Mantelkonvektionsströme – Ströme von verflüssigtem Gestein in der Schicht zwischen Erdoberfläche und äußerem Erdkern. Das neue Modell zeige, dass die Grundwasserentnahme danach der zweitgrößte Faktor sei, sagte Seo.

„Dies ist ein wichtiger Beitrag zur Literatur“, sagte Herr Adhikari. „Sie haben die Rolle der Grundwasserentnahme bei der Erdbewegung quantifiziert, und das ist ein bemerkenswerter Befund.“

Zukünftige Modelle könnten Beobachtungen der Erdrotation nutzen, um mehr über die Vergangenheit zu erfahren, fügte Seo hinzu. „Die Daten reichen bis ins 19. Jahrhundert zurück.“ Mit diesen Informationen können Wissenschaftler zurückblicken und Daten zu Veränderungen im Planetensystem im Zuge der Erwärmung der Erde in den letzten 100 Jahren analysieren.

Die Grundwasserwirtschaft kann eine wichtige Ressource sein, insbesondere in Gebieten der Welt, die von Dürren infolge des Klimawandels stark betroffen sind. Allerdings sind die unterirdischen Wasserquellen begrenzt, und wenn sie einmal erschöpft sind, dauert es lange, bis sie sich wieder erholen.

Darüber hinaus führt die Grundwasserentnahme nicht nur zur Erschöpfung einer wertvollen Ressource, sondern hat laut jüngsten Erkenntnissen auch eine Reihe unbeabsichtigter globaler Folgen mit sich gebracht.

Im Laufe der geologischen Zeit kann die axiale Drift der Erde das globale Klima beeinflussen. Foto: NASA/File.

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