Wasser trägt dazu bei, die physische Beschaffenheit der Erde zu definieren – nicht zuletzt, wenn man bedenkt, dass es mehr als 70 Prozent der Oberfläche unseres Planeten bedeckt – und ist für alle ihre Lebensformen unerlässlich.
Immerhin macht Wasser den Großteil der Masse der meisten Lebewesen aus – etwa 65 Prozent der Menschen zum Beispiel – und liefert die Medium, durch das Nährstoffe durch den Körper transportiert und in Energie oder lebenserhaltende biologische umgewandelt werden Strukturen.
Das Wasserkreislauf, auch bekannt als die Wasserkreislauf, beschreibt die Routen und Prozesse, auf denen diese kritische Substanz zwischen Land, Ozean und Atmosphäre reist. Die Ozeane und Meere machen etwa 97 Prozent des gesamten Wassers auf der Erde aus, das hauptsächlich durch terrestrische Abflüsse und Niederschläge gespeist wird.
Mehrere wichtige Schritte des Wasserkreislaufs – Verdunstung, Kondensation und Niederschlag – tragen dazu bei, dass die vergleichsweise geringe Feuchtigkeitsmenge des Süßwassers ständig erneuert wird.
Definition und Übersicht des Wasserkreislaufs
Das Wasserkreislauf kann man sich als Bewegung von Wasser in seinem festen, flüssigen und gasförmigen Zustand zwischen verschiedenen globalen Reservoirs vorstellen. Weniger als ein Prozent des Wassers der Erde bewegt sich zu einem bestimmten Zeitpunkt tatsächlich aktiv durch den Wasserkreislauf.
Das meiste ist vorübergehend im „Speicher“ gesperrt. Das bezieht sich auf Wasser, das sich in tiefem Ozeanwasser, Gletschereis, unterirdischen befindet Grundwasserleiter und andere Langzeitreservoire, die in einigen Fällen Wassermoleküle für Tausende oder Zehntausende von Jahre.
Nur ein winziger Bruchteil des Wassers existiert außerhalb des ozeanischen Systems, und ungefähr drei Viertel dieses Süßwassers sind als Gletscher und Eiskappen gefroren. Etwa ein halbes Prozent des Süßwassers der Erde macht Grundwasser, das ist Wasser in Gesteinsschichten. Nur etwa ein Viertel des Süßwassers ist in Seen, Flüssen, Atmosphäre und Organismen.
Atmosphäre mit Wasser vorbereiten
Obwohl es eine winzige Menge gibt, die durch Sturmfluten und Gischt übertragen wird, Verdunstung ist der wichtigste Weg, auf dem Meerwasser an Land geleitet wird, um die Süßwasserreservoirs aufzufüllen. Verdunstung ist die Umwandlung von flüssigem Wasser in die gasförmige Form von Wasserdampf.
Weil sie den Großteil der Oberflächengewässer auf dem Planeten ausmachen und weil sie die wärmeren Breiten dominieren, wo hohe Temperaturen fördern eine hohe Verdunstung, Ozeane tragen mehr als 80 Prozent der gesamten Verdunstung der Erde bei Feuchtigkeit.
Der Rest des Wasserdampfs, der der Atmosphäre zugeführt wird, ist natürlich auf das Land zurückzuführen: nicht nur durch Verdunstung aus Oberflächengewässern, sondern auch durch Transpiration, der von Pflanzen abgegebene Wasserdampf. Die Transpiration aus Wäldern kann die Niederschläge erhöhen, indem der lokalen Atmosphäre erhebliche Mengen an Wasserdampf zugeführt werden. Dies ist ein Beispiel – gegebene Bäume benötigen zum Wachsen eine bestimmte Mindestmenge an Niederschlag – für eine positive Rückkopplungsschleife.
Der Begriff Verdunstung erfasst die kombinierten Auswirkungen von Verdunstung und Transpiration. Wesentlich geringere Mengen an Wasserdampf werden auch durch andere Prozesse wie die Atmung von Tieren und Vulkanausbrüche.
Von der Atmosphäre zum Land
Verdunstetes oder in die Atmosphäre eingedrungenes Wasser hält sich dort in der Regel nicht lange: oft nur Stunden oder Tage. Aber es ist unnötig zu erwähnen, dass sein atmosphärischer Aufenthalt vom Standpunkt der Betankung des landgestützten Teils des Wasserkreislaufs unglaublich wichtig ist.
Wasserdampf kondensiert zu Flüssigkeitströpfchen oder sublimiert zu Eispartikeln, um Wolken zu bilden, wenn die ihn enthaltende Luftmasse ausreichend abkühlt.
Das kann passieren, wenn die Luftmasse aufsteigt: durch den Auftrieb durch Solarwärme (Konvektion), zum Beispiel, oder wenn es durch Gelände oder eine andere Luftmasse (entlang einer frontalen Grenze) nach oben geschoben wird. Feuchte Meeresluftmassen, die mit Feuchtigkeit beladen sind, die aus den Ozeanen verdunstet ist, erreichen Land durch Advektion, die horizontale Luftbewegung.
Wasser als Niederschlag
Wenn die Tröpfchen und Eispartikel in einer Wolke groß und schwer genug werden, fallen sie als Niederschlag: Regen, Schnee, gefrierender Regen, Hagel, Graupel, Graupel und dergleichen. Dies sorgt für einen Wassereintrag in das terrestrische System.
Niederschlag wird sehr ungleichmäßig um die Erdoberfläche verteilt, was dazu beiträgt, die Anordnung verschiedener Ökosysteme: Wüsten und Halbwüsten am Ende des Feuchtigkeitsspektrums, Regen- und Monsunwälder am andere.
Die Atmosphäre muss auch nicht einmal Niederschlag erzeugen, um das Land mit Wasser zu versorgen. Bäume zum Beispiel entziehen tief hängenden oder bodennahen Wolken Feuchtigkeit, indem sie eine Oberfläche für die Wasserkondensation bieten.
Diese Nebeltropfen kann dem Boden viel Feuchtigkeit zuführen. Luft am Boden, die sich über Nacht abkühlt, kann auch Wasser auf Vegetation und anderen Oberflächen in Form von Tau.
Weitere Fakten zum Wasserkreislauf: Die Routen und Wohnorte des Süßwassers
Wasser, das auf die Landoberfläche der Erde fällt, kann innerhalb des Wasserkreislaufs verschiedenste Wege nehmen. Vieles wird über die Oberfläche geschleudert, da abfließen über Landstrom, Bäche und Flüsse, um schließlich in den Ozean zu gelangen.
Wasser, das sich in Pfützen am Boden sammelt, in einen See oder ein Feuchtgebiet gelangt oder in einem Flusskanal wandert, kann auch durch Verdunstung direkt in die Atmosphäre zurückkehren. Wasserdose Sublimat direkt aus der gefrorenen Form von Schnee und Eis – Gletscher und Schneedecke – auch in die gasförmige Form von Wasserdampf.
Anstatt wieder in die Atmosphäre zu verdunsten oder als Abfluss in die Kanalisation geleitet zu werden, kann Wasser auch unterirdisch versickern werden zu Bodenfeuchtigkeit – die teilweise in Pflanzenwurzeln aufgenommen und später verdunstet wird – oder tiefer ins Grundwasser eindringen Grundwasserleiter. Grundwasser kann lange Zeit im Gestein verbleiben, aber auch in Quellen an der Erdoberfläche auftauchen und versickern, um verdunstet oder in Abfluss umgewandelt zu werden.
Schnee fällt auf einen Berg Gletscher oder eine polare Eiskappe kann für einen längeren Aufenthalt in sein Eis integriert werden. Zum Schluss wird natürlich etwas Süßwasser biologisches Wasser durch Aufnahme von Pflanzen, Tieren und anderen Lebewesen.