Der Wasserkreislauf (hydrologischer Kreislauf)

Wasser bedingt die Sonderstellung unserer Erde unter den Planeten, denn Wasser ist die Voraussetzung für die Entstehung und Bewahrung des Lebens. Aber die nutzbare Süßwassermenge wäre bald erschöpft, würde sie nicht ständig durch einen Vorgang ergänzt, den wir Wasserkreislauf oder hydrologischen Kreislauf nennen. Die Wassermenge der Erde bleibt stets gleich. Das Wasser bewegt sich im Kreislauf von Verdunstung, Niederschlag und Abfluss. Oberirdisch fließt das Wasser in Bächen und Flüssen ab, unterirdisch nach Versickerung als Grundwasser.

Beim Wasserkreislauf der Erde kommt es zu einem fast idealen Zusammenspiel zwischen den Bedingungen der Erde und den Möglichkeiten und Eigenschaften der Substanz Wasser. Geeignete Erdbahnparameter, die Schwerkraft und die Lufthülle sorgen dafür, dass Wasser in fester, flüssiger und gasförmiger Form auftreten kann. Die einströmende Sonnenenergie wiederum treibt einen Destilliervorgang von gigantischem Ausmaß an, durch den gigantische Mengen an Wasserdampf erzeugt werden1. Er steigt vor allem über der riesigen Fläche der Weltmeere (361 Millionen Quadratkilometer) auf. Der zunächst unsichtbare Wasserdampf kondensiert in kühleren Luftschichten, Wolken entstehen. Bei weiterer Abkühlung geben sie ihr Wasser in Form von Regen oder Schnee wieder ab. Dies geschieht vor allem über den Meeren. Einen Teil der Wolken aber treibt der Wind über das Festland; ihnen verdanken wir unser Süßwasser.

Nur ein Teil des vom Himmel fallenden Wassers erreicht die Erdoberfläche. Eine gewisse Menge verdunstet bereits auf dem Weg zum Erdboden oder wird von Pflanzen abgefangen und verdunstet dann von deren Blattwerk aus. Die zum Boden gelangenden Wassermengen gehen unterschiedliche Wege. Ein Teil bleibt an der Oberfläche, fließt direkt den Bach- und Flussläufen zu und gelangt schließlich in Seen oder ins Meer. Ein anderer Teil versickert im Boden, wo es die Grundwasserspeicher füllt, die dann ihrerseits Quellen, Flüsse, Seen oder Meere speisen. Versickerter Niederschlag versorgt auch die Vegetation mit der nötigen Bodenfeuchtigkeit. Das von den Pflanzen mit den Wurzeln aufgenommene Wasser wird dann wieder durch Transpiration an die Atmosphäre abgegeben. Ein Teil des irdischen Wassers ist also ständig in Bewegung. Es verändert seinen Ort und seinen Zustand, wird verdunstet, durch die Atmosphäre getrieben, fällt wieder zu Boden, fließt ab oder verdunstet erneut. Die Sonnenenergie und die Schwerkraft der Erde sind die Motoren in diesem Spiel, in dem seit Jahrmilliarden bestehenden Kreislauf des Wassers. Ihm verdankt die Erde die Versorgung mit immer neuem Süßwasser. Ohne ihn gäbe es nur Salzwasser.

Die Zusammenhänge beim Wasserkreislauf blieben lange verborgen, wenn auch Einzeltatsachen schon im Altertum bekannt waren. Der Prediger (Kohelet) der Bibel wunderte sich: „Alle Wasser laufen ins Meer, doch wird das Meer nicht voller.“2 Ähnlich äußerte sich Seneca3, römischer Philosoph zur Zeit Neros: „Wir staunen, dass die Meere den Zuwachs durch die Flüsse nicht merken, doch ist es ebenso erstaunlich, dass die Erde den Verlust durch den Wasserabfluss nicht spürt.“4 Leonardo da Vinci ahnte, „dass die Erde ihre Flüssigkeit in einem Kreislauf hält“ und vermutete, „die Sonnenwärme holt ihre Feuchtigkeit aus den Meeresflächen“. Andererseits hielt er es für unwahrscheinlich, „dass alles Wasser der Flüsse von Niederschlägen stammt“. Wahrscheinlich beeinflusste ihn eine Meinung, die Seneca überlieferte, nämlich dass die Erde unterirdisch die Meere anzapft und sich so Wasser beschafft, wobei das Wasser zugleich filtriert wird und seinen salzigen und bitteren Geschmack verliert5. Es dauerte noch bis zum Anfang des 20. Jahrhunderts, bis die wesentlichen Zusammenhänge des Wasserkreislaufs erkannt und in ein überzeugendes System gebracht werden konnten.

  1. Pro Tag verdampfen auf der Erde etwa 1.035 Kubikkilometer Wasser. Obwohl sich in der Lufthülle zu jeder Zeit nur ein Tausendstel Prozent des irdischen Wassers aufhält, wandert Jahr für Jahr eine Wassermenge durch die Erdatmosphäre, die 1/3.100 der Gesamtmenge der Ozeane entspricht.
  2. Prediger 1, 7 (die Bibel).
  3. L. Annaeus Seneca (4. v. Chr. bis 65 n. Chr.).
  4. L. Annaeus Seneca, Naturwissenschaftliche Untersuchungen Reclam UB 9644, S. 169 (1998).
  5. Wörtlich heißt es bei Seneca: „Auf verborgenem Weg nämlich fließt das Meer unter die Erde […]. Beim Durchgang wird das Meer geläutert, denn weil es an die vielfach gekrümmten Gänge in der Erde stößt, verliert es seine Bitterkeit, gibt in den vielen verschiedenen Erdschichten seinen verdorbenen Geschmack ab und gewinnt seine Reinheit zurück“. [L. Annaeus Seneca, Naturwissenschaftliche Untersuchungen Reclam UB 9644, S. 169 (1998).]