Eine neu veröffentlichte, hochauflösende Karte zeigt, dass die angrenzenden Vereinigten Staaten über erstaunliche 306.500 Kubikkilometer Grundwasser verfügen – das entspricht dem 13-fachen des Gesamtvolumens aller Großen Seen. Dieses von Forschern der Princeton University veröffentlichte Ergebnis liefert die bisher genaueste Schätzung der verborgenen Süßwasserreserven des Landes, einer Ressource, die weitaus umfangreicher ist als bisher angenommen.
Die Skala des verborgenen Wassers
Jahrzehntelang wurde das Verständnis der Grundwasserreserven durch die Schwierigkeit einer direkten Messung erschwert. Während Oberflächenwasser gut sichtbar ist, bleiben unterirdische Grundwasserleiter weitgehend unsichtbar. Die neue Karte nutzt über eine Million Messungen von 1895 bis 2023 sowie Satellitendaten und maschinelles Lernen, um ein detailliertes Bild bis zu einer Tiefe von 392 Metern (ca. 1.286 Fuß) zu erstellen.
Frühere Schätzungen schwankten stark und reichten von 159.000 bis 570.000 Kubikkilometern. Die neueste Bewertung schränkt diesen Bereich deutlich ein und bietet eine bis zu 10.000-mal höhere Auflösung als frühere Methoden. Der Unterschied ist nicht nur akademischer Natur; Durch die Reduzierung der Kartenauflösung wurde die Schätzung künstlich um 18 % gesenkt, was zeigt, wie wichtig präzise Daten sind.
Warum das wichtig ist: Grundwasser als strategische Reserve
Diese Entdeckung unterstreicht die entscheidende Rolle, die das Grundwasser bei der Wasserbewirtschaftung spielt. Hydrologen vergleichen Oberflächenwasser oft mit einem Girokonto, das für den unmittelbaren Bedarf verwendet wird, während Grundwasser als Sparkonto fungiert, das sich im Laufe der Zeit ansammelt. Bisher fehlte uns jedoch eine genaue Vorstellung davon, wie viel sich auf diesem Konto befand.
Die Auswirkungen sind weitreichend. Grundwasser versorgt Landwirtschaft, Industrie und kommunale Wasserversorgung, insbesondere in ariden und semi-ariden Regionen. Die Kenntnis der wahren Größe dieser Reserven ermöglicht eine bessere Planung, insbesondere da der Klimawandel Dürren verstärkt und die Nachfrage erhöht.
Wie die Karte erstellt wurde: Ein maschineller Lernansatz
Die Karte wurde durch die Kombination von Bohrlochbeobachtungen, Satellitendaten (einschließlich der GRACE-Mission der NASA) und Umweltfaktoren wie Niederschlag und Bodentyp erstellt. Anschließend trainierte das Forschungsteam ein maschinelles Lernmodell, um die Lücken zu schließen und aus vorhandenen Daten zu extrapolieren.
Interessanterweise erwies sich die inhärente „Voreingenommenheit“ des Modells – die beim maschinellen Lernen oft als negativ angesehen wird – als vorteilhaft. Der Algorithmus berücksichtigte implizit die menschliche Wasserentnahme und erkannte das Signal des Grundwasserpumpens und der Grundwassererschöpfung in den historischen Daten. Das bedeutet, dass die Karte nicht nur zeigt, wie viel Wasser vorhanden ist, sondern auch, wie es genutzt wird.
Die verborgenen Verbindungen des Grundwassers
Die Karte zeigt, dass etwa 40 % der angrenzenden USA einen Grundwasserspiegel haben, der weniger als 10 Meter unter der Oberfläche liegt. Diese geringe Tiefe erleichtert die Interaktion zwischen Grundwasser, Vegetation und Land und unterstreicht die Vernetzung dieser Systeme. Die hochauflösenden Daten verdeutlichen auch regionale Unterschiede in der Grundwasserverfügbarkeit und ermöglichen so gezieltere Bewirtschaftungsstrategien.
„Grundwasser ist buchstäblich immer und überall“, sagt Laura Condon, Hydrologin an der University of Arizona. „An manchen Stellen ist es 300 Meter tief, an anderen 1 Meter. Aber wo auch immer man steht, wenn man nach unten gräbt, ist irgendwo unten Wasser.“
Die neue Grundwasserkarte ist nicht nur eine wissenschaftliche Errungenschaft; Es ist ein praktisches Hilfsmittel für Entscheidungsträger, Landwirte und alle, die sich um eine nachhaltige Wassernutzung kümmern. Die Forschung unterstreicht eine grundlegende Wahrheit: Grundwasser ist eine wichtige, aber oft übersehene Ressource, und ihre Bewirtschaftung erfordert genaue Daten und fundierte Strategien.
