Der Wasserkreislauf – Die ewige Wanderung des Wassers

0:00 Willkommen zu einer neuen Folge von Schlafreise durch die Natur, deinem Podcast zum Entspannen, Loslassen und lernen. Kennst du schon unsere anderen Schlafreisereien wie Schlafreise durch das Universum oder Schlafreise durch vergessene Welten. Heute laden wir dich zu einer ganz besonderen Reise ein, einer Reise, die seit Millionen von Jahren auf unserem Planeten stattfindet, jeden Tag aufs Neue. In einem endlosen Kreislauf, der die Grundlage allen Lebens ist. Heute begleiten wir einen winzigen Wassertropfen auf seiner erstaunlichen Reise durch den Wasserkreislauf der Erde. Stell dir vor, du schließt deine Augen und befindest dich an den Ufern eines warmen tropischen Meeres, die Sonne scheint kraftvoll vom Himmel herab, ihre

0:55 Strahlen tanzen auf der Wasseroberfläche. In diesem Moment beginnt unser Abenteuer. Ich möchte dir von einem ganz speziellen Wassermolekül erzählen, nennen wir es einfach Tara. Tara ist ein h 2 o Molekül, bestehend aus 2 Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom, seit etwa 4 Milliarden Jahren durchquert Tara kontinuierlich die verschiedenen Phasen des Wasserkreislaufs.

1:27 Eine Reise ohne wirkliches Ende, ohne wirklichen Anfang. Heute Morgen lag Tara noch in den tiefblauen Tiefen eines subtropischen Ozeans, etwa 200 Meter unter der Meeresoberfläche, in dieser Dunkelheit, in dieser kalten, ruhigen Welt, schwebte Tara in absoluter Entspannung, teil einer unvorstellbaren Menge, etwa 1,335 Milliarden Kubikkilometer Wasser befinden sich in den Weltmeeren.

1:57 Doch der Ozean war nicht immer Taras Zuhause. Vor 2 Jahren war Tara noch eine Schneeflocke auf dem Dach der Welt auf dem Mount Everest. Vor 5 Jahren tanzte Tara in einem Regentropfen über den Amazonas Regenwald, vor 100 Jahren war Tara Teil eines Gletschers in den Alpen, die Geschichte von Wasser ist die Geschichte von ewiger Transformation. Doch zurück zu unserem heutigen Tag. Die Sonne, diese gigantische Energiequelle, die täglich etwa 386 Milliarden Megawatt an Energie auf unseren Planeten strahlt, beginnt ihre Arbeit.

2:41 Die Wärmestrahlung durchdringt die Meeresoberfläche, das Wasser erwärmt sich. Bei dieser Erwärmung geschieht etwas faszinierendes, Tara. Beginnt zu verdunsten. Verdunstung ist der Prozess, bei dem flüssiges Wasser in Wasserdampf umgewandelt wird, etwa 13 186000000 Kubikkilometer Wasser verdunsten weltweit jährlich stelle dir vor, das ist ungefähr die Menge, die wir bräuchten, um den gesamten Lake Superior, den größten Süßwassersee der Erde, etwa 9 Mal zu füllen. Tara verlässt die Meeresoberfläche nicht allein, mit ihr steigen Millionen von anderen Wassermolekülen in die Atmosphäre auf.

3:32 Ein großer, unsichtbarer Strom, die Luft über dem Meer wird wärmer und feuchter, die relative Luftfeuchte kann über dem Ozean bis zu 90% betragen. Dieser Aufstieg ist sanft, fast unmerklich. Doch es ist ein Prozess, der jeden Tag Milliarden Tonnen Wasser in die Höhe trägt. Während Tara aufsteigt, verlässt auch das Wasser die Landflächen unseres Planeten durch einen ebenso wichtigen Prozess, die transpiration, Bäume und Pflanzen nehmen Wasser durch ihre Wurzeln aufzukriegen, etwa 99% des aufgenommenen Wassers, wird wieder an die Atmosphäre abgegeben.

4:15 Ein großer Baum kann an einem warmen Tag bis zu 1000 Liter Wasser durch Transpiration freisetzen. Der Amazonas Regenwald setzt etwa 20 Milliarden Tonnen Wasser täglich in die Atmosphäre frei, Wissenschaftler sprechen daher von evapo Transpiration, jener wundersamen Kombination aus direkter Verdunstung und Pflanzenfreisetzung, die etwa 90% des Wassers liefert, das in unsere Atmosphäre gelangt.

4:44 Tara schwebt nun höher und höher, die Temperatur sinkt kontinuierlich, etwa um 0,65 Grad Celsius pro 100 Meter Höhe. Doch Tara friert nicht zu einem eiskristall, sie ist noch immer ein unsichtbares Gasmolekül, ein Teil der Wasserdampfkomponente unserer Luft. In der Atmosphäre unseres Planeten machen Wasserdampf etwa 2 bis 3% aus.

5:14 Eine scheinbar kleine Menge, die jedoch für unser Klima absolut entscheidend ist. Wasserdampf ist tatsächlich das wichtigste Treibhausgas überhaupt, es wirkt etwa 25 mal stärker als Kohlendioxid. Jetzt beginnt Taras wunderbare Verwandlung. Sie ist etwa 2000 Meter hoch aufgestiegen und die Temperatur der Luft, in der sie schwebt, sinkt kontinuierlich. Die Luft wird kühler und hier geschieht das Magische, die Luft kann nicht mehr all die Wasserachdampfmoleküle halten, die sie zuvor aufgenommen hatte, der Taupunkt wird erreicht, das ist jene Temperatur, bei der Luft bei konstantem Druck gesättigt wird und Wasser zu kondensieren beginnt. Doch Tara kann sich nicht einfach aus dem Nichts in einen Wassertropfen verwandeln.

6:09 Sie benötigt einen Kondensationskeim, einen mikroskopisch kleinen Partikel, um daran anzuhaften. In der Atmosphäre gibt es reichlich solcher Partikel, staubkörnchen, Pollen, Salzpartikel aus meeresgischt, Rußpartikel aus Vulkanen und Waldbränden. Etwa eine Milliarde solcher Keime befinden sich in jedem Kubikzentimeter Luft. Tara findet einen winzigen Salzkristall vor, der von einer Meereswelle in die Luft gewirbelt wurde. Innerhalb von Millisekunden lagern sich weitere Wassermoleküle an Tara an, Tara wird zu einem winzigen Wassertropfen.

6:54 Millionen solcher Tröpfchen entstehen in dieser Luftmasse. Sie sind so klein, etwa 10 bis 20 Mikrometer im Durchmesser, dass sie in der Luft schwebend können. Diese unzähligen Tröpfchen bilden zusammen das, was wir sehen, wenn wir zum Himmel schauen, eine Wolke, eine einzelne Wolke kann etwa 1000000 Billionen Wassertropfen enthalten, eine Zahl, die unseren Verstand kaum fassen kann, jene Wolke, in der sich Tara nun befindet, ist eine Cumuluswolke. Jene wattigen weißen Wolken mit flacher Unterseite, die an warmen Sommertagen so herrlich am blauen Himmel schweben. Die Wissenschaft hat etwa 10 Hauptklassifikationen von Wolken entwickelt, und innerhalb dieser gibt es Hunderte von Variationen, Cirruswolken

7:46 schweben in über 6000 Metern Höhe und bestehen aus Eiskristallen, Stratowolken bedecken den ganzen Himmel wie ein dichter Schleier. Cumulonimbuswolken sind mächtige Gewitterwolken, die bis zu 16000 Meter hoch reichen können und starkwinde Hagel und Blitze erzeugen. Doch in Taras Wolke herrscht Ruhe und Sanftheit, während Tara in dieser Wolke schwebt, beginnt ein Prozess, der für die Entstehung von Regen essentiell ist, die Koaleszenz.

8:24 Tara und die anderen Wassertropfen beginnen Zusammenzustoßen und zu verschmelzen. Die Tropfen werden immer größer, was als 10 Mikrometer Tröpfchen begann, wird zu 100 Mikrometern, dann zu einem Millimeter. Mit jedem Zusammenstoß wächst der Tropfen, wird schwerer, nach etwa 15 bis 30 Minuten hat sich aus Millionen kleinerer Tropfen ein einzelner Wassertropfen gebildet.

8:52 Der etwa 1 bis 5 Millimeter im Durchmesser misst. Jetzt kann Tara nun Teil eines viel größeren Tropfens, die Schwerkraft nicht mehr ignorieren, etwa 9,81 Meter pro Sekunde zum Quadrat zieht die Erde an ihr, Taras Tropfen ist zu schwer geworden, um in der Luft zu schweben, er beginnt zu fallen. Und so beginnt eine neue Phase von Taras Reise. Der Niederschlag, der Regen fällt, während Tara fällt, schwebt sie durch verschiedene Luftschichten, die Temperatur ändert sich, die Feuchtigkeit ändert sich, manchmal fallen tropfen so schnell, dass sie eine Geschwindigkeit von etwa 9 Metern pro Sekunde erreichen, schneller würden sie nicht fallen, da der Luftwiderstand sie bremst. Wenn Tara Glück hat, fällt sie

9:49 über einer Wälder. Ein tropischer Regenwald ist eines der faszinierendsten Ökosysteme unseres Planeten. Der Amazonas Regenwald bedeckt etwa 5,5 Millionen Quadratkilometer, eine Fläche größer als die Europäische Union. In diesem Wald gibt es mehr Arten von Bäumen, als es Arten auf manchen Kontinenten gibt.

10:13 Wenn Tara auf ein Blatt fällt, wird sie von einem komplexen System aufgefangen. Das Blatt leitet sie zu einem Ast. Der Ast führt sie zum Stamm, der Stamm transportiert einen Teil des Wassers hinab zur Wurzel, ein großer Teil des Regenwassers verdunstet direkt von den Blättern, eine sogenannte Interzeption, etwa 25 bis 50% des Regens, erreicht in Regenwäldern nicht einmal den Boden. Das Wasser verdampft einfach zurück in die Atmosphäre. Doch wenn Tara vom Glück begünstigt wird, durchdringt sie die Blattschichten und erreicht schließlich den Waldboden. Hier ist es dunkel und kühl, der Boden des Regenwaldes ist reich an organischer Substanz, abgestorbene Blätter, verfaulte Holzstücke und lebende

11:07 Bodenorganismen. Millionen von Mikroorganismen, Bakterien, Pilze, Nematoden bewohnen jeden Kubikzentimeter dieses Bodens. Tara wird aufgesogen und infiltriert, tiefer und tiefer in den Boden dieser Prozess, die Infiltration, ist absolut entscheidend für den Wasserhaushalt unseres Planeten. Ohne Infiltration würde all das Regenwasser oberflächlich ablaufen und in Flüssen und Strömen zum Meer zurückfließen. Die Böden unserer Erde versorgen uns mit Süßwasser, etwa 99%, der Süßwasserressourcen des Planeten befinden sich im Untergrund im Grundwasser nur etwa 2% der Süßwasserressourcen sind leicht zugänglich, in Seen und Flüssen.

12:00 Während Tara tiefer in den Boden eindringt, passiert sie verschiedene Bodenschichten. Die oberste Schicht der A Horizont ist reich an Humus und biologischer Aktivität, darunter liegt der B Horizont, in dem Mineralstoffe angesammelt werden. Noch tiefer liegt der C Horizont mit teilweise verwittertem Gestein, schließlich erreicht Tara die unterirdischen Wasserschichten, den Grundwasserspiegel. Im Grundwasser herrscht Dunkelheit und konstante Temperaturen.

12:34 Die Grundwassertemperatur ist relativ konstant, etwa 10 Grad Celsius, unabhängig von der Jahreszeit. Tara schwebt nun zwischen Millionen von anderen Wassermolekülen in einem unterirdischen See. Die Gesamtmenge an Grundwasser auf der Erde beträgt etwa 10,5 Millionen Kubikkilometer. Das ist etwa 30 mal mehr Wasser als in allen Flüssen der Erde zusammenfließt.

13:01 In diesem unterirdischen Reich kann Tara lange Zeit verweilen, Monate, Jahre, Jahrzehnte, manchmal sogar tausende von Jahren. Arktisches Grundwasser, das unter sibirischen Permafrostregionen eingefroren ist, kann über 14000 Jahre alt sein. Doch Tara ist eine reiserin sie wird nicht stillhalten, das Grundwasser ist nicht stationär, es fließt langsam, aber stetig, die Fließgeschwindigkeit beträgt etwa einen Meter pro Jahr.

13:36 Eine winzige Geschwindigkeit im Vergleich zu oberflächenflüssen. Doch über geologische Zeiträume bedeutet dies enorme Bewegung. Tara wird von dieser unterirdischen Strömung mitgerissen, nach etwa 2 Jahren der unterirdischen Wanderung erreicht Tera eine Quelle, eine Quelle entsteht, wenn der Grundwasserspiegel die Bodenoberfläche trifft.

14:01 Das klare kalte Wasser das Grundwasser tritt aus dem Boden aus und bildet den Anfang eines Baches. Dieser Bach ist so rein, so klar, dass man die Steine auf dem Grund sehen kann. Wissenschaftler können anhand der Zusammensetzung des Wassers, des Gehalts an Mineralien, der Temperatur, der Säure bestimmen, woher das Wasser kommt und wie lange es im Untergrund verweilte.

14:29 Tara fließt nun mit 100 anderen Quellen zusammen. Der kleine Bach wird zu einem Rinnsal, das Rinnsal wird zu einem Bäche, der Bach wird zu einem Fluss. Flüsse sind unglaubliche Ökosysteme, der Amazonas ist etwa 6400 Kilometer lang die längste Flussreise unseres Planeten, der Nilfluss ist sogar noch länger, etwa 6650 Kilometer. Doch in Bezug auf das Wasservolumen ist der Amazonas der größte Fluss.

15:01 Er transportiert etwa 209000 Kubikmeter Wasser pro Sekunde, eine unvorstellbare Menge. Das bedeutet, dass der Amazonas allein etwa 20% des gesamten Süßwassers transportiert, das alle Flüsse der Erde ins Meer fließen lassen, in diesem Fluss, in dem sich Tara befindet, einem viel kleineren Fluss als der Amazonas, aber dennoch stattlich.

15:26 Gibt es leben? Fische schwimmen zwischen den Steinen hindurch, Vögel trinken vom Ufer, Pflanzen wachsen an den Ufern ihre Wurzeln tief ins feuchte Uferland Eindringend. Die Flusslandschaft ist eines der produktivsten Ökosysteme unseres Planeten, Flüsse verändern die Landschaft, durch Erosion transportieren sie Millionen von Tonnen Sediment.

15:52 Der Yangtse Fluss in China transportiert etwa 500000000 Tonnen Sediment pro Jahr ins Meer. Dieser Sedimenttransport formt Deltas, Mündungstrichter und Küstenlandschaften, einige der bevölkerungsreichsten Regionen unserer Erde wie das Nildelta in Ägypten oder das Mekong Delta in Vietnam, entstanden durch diesen Sedimenttransport über Millionen von Jahren. Nach etwa 6 Monaten der Flussreise während der Tara über Wasserfälle stürzt, welch erregender Moment durch ruhige Seen fließt, welch beruhigender Moment und mit anderen Flüssen zusammentrifft, erreicht sie schließlich die Mündung. Der Fluss trifft auf das Meer, hier geschieht eine wunderbare Vermischung, das süße Flusswasser trifft auf das salzige Meerwasser, die Dichte

16:46 ist unterschiedlich, die Temperatur ist unterschiedlich daher. Entstehen Mündungsbereiche Estuarien, in denen Süßwasser und Salzwasser eine besondere ökologische Zone bilden? Tara schwebt nun wieder im Meer, aber nicht im Offenen Ozean, sie befindet sich in einer flachen Küstenzone, wo sich Plankton tummelt und Fische Leichen, der Küstenbereich nimmt nur etwa 8% des Ozeans ein, doch er produziert etwa die Hälfte aller Fische, die der Mensch fängt, die. Es ist eine Zone unglaublicher Produktivität. Nach einigen Monaten in dieser flachen Zone wird Tara von Strömungen erfasst.

17:32 Die Ozeane sind nicht still, große zirkulationssysteme Meeresströmungen bewegen sich durch die Ozeane, der Golfstrom ist etwa 30 mal stärker als der Amazonas und transportiert warmes Wasser vom Golf von Mexiko bis nach Nordeuropa. Diese Strömung ist so mächtig, dass sie das Klima Westeuropas bestimmt. Ohne den Golfstrom würde Großbritannien ein Klima ähnlich Kanadas haben, obwohl es auf gleicher geographischer Breite liegt.

18:07 Tara wird von diesen Strömungen erfasst und wandert Tausende Kilometer, sie taucht ab, sie steigt auf, sie durchquert warme und kalte Schichten, sie wird wieder wärmer, wenn sie in tropische. Gewässer kommt, die Sonne scheint wieder intensiv auf ihre neue Position und nach etwa einem Jahr wird Tara erneut verdunsten.

18:32 Doch bevor Tara wieder aufsteigt, erleben wir noch ein faszinierendes Kapitel ihrer Reise. Sie könnte gefrieren, wenn Taras Fluss in den hohen Norden führt, könnte sie in einem Gletscherde gefangen werden. Gletscher sind massive Eisgebilde, die sich über Gebirgshänge erstrecken oder ganze Kontinente bedecken.

18:54 Grönland ist mit Eis bedeckt, etwa 2850000 Kubikkilometer Eis lagert dort, die Antarktis beherbergt sogar noch mehr Eis, etwa 26,5 Millionen Kubikkilometer wenn all dieses Eis schmelzen würde, würde der Meeresspiegel um etwa 65 Meter ansteigen. In einem Gletscher ist Tara gefangen. Jahre um Jahr wird neuer Schnee oben abgelagert, drückt Tara tiefer hinein.

19:26 Tausende von Jahren könnten Vergehen, Tara ist Teil einer Schicht, die während einer anderen Klimaperiode gefallen ist. Wissenschaftler können durch Eisbohrkerne studieren, wie die Atmosphäre vor 800000 Jahren war. Sie extrahieren lange Zylinder aus Eis und in jedem Millimeter finden Sie Hinweise auf die Vergangenheit. Gasbläschen mit alter Atmosphäre, Aschereste von Vulkanen, Pollen von längst ausgestorbenen Pflanzen nach etwa 10000 Jahren, eine Unmessbar, lange Zeit aus menschlicher Perspektive, doch nur ein Augenblick in der Geschichte unseres Planeten beginnt der Gletscher zu schmelzen, das Klima wird wärmer. Die Temperatur steigt.

20:12 Tara befindet sich in einer Schneeschmelze, die in rasanten Gletscherbächen fließt. Das Wasser ist trüb gefüllt mit gletschermehl, feinen Partikeln von Gestein, das der Gletscher während seiner Bewegung zerrieben hat. Diese Gewässer sind eines der produktivsten Ökosysteme, weil das Gletscherwasser Reich an Mineralien ist.

20:36 Und dann, nach dieser epischen Reise? Von den Tiefen des Ozeans über die Atmosphäre über Wolken und Regen durch Böden und Grundwasser, über Flüsse und möglicherweise durch Gletscher kommt Tara zurück. Tara ist wieder im Meer, der Kreislauf setzt sich fort, aber wie viele Male wird dieser Kreislauf wiederholt?

21:00 Wissenschaftler schätzen, dass jedes Wassermolekül den Wasserkreislauf etwa einmal alle 9 Tage durchläuft. Wenn wir nur die schnellen Prozesse wie Verdunstung und Niederschlag einzählen. Doch wenn wir alle Prozesse einbeziehen, Grundwasseraufenthalte gletschereinschluss tiefenwasserbewegung, dann kann ein Wassermolekül zwischen einigen Jahren und 10 Tausenden von Jahren in verschiedenen Pools verweilen.

21:29 Ungefähr 1000386000000 Kubikkilometer Wasser durchlaufen jährlich den Wasserkreislauf, etwa 71%. Davon ist Verdunstung von den Ozeanen etwa 23%, ist Verdunstung und Transpiration von Land, die restlichen 6% kommen aus Sublimation, der direkten Umwandlung von Eis in Wasserdampf, ohne durch die flüssige Phase zu gehen.

21:57 Ein Prozess, der in Polar n Regionen und in Höhenlagen stattfindet. Der Niederschlag ist ebenso komplex verteilt, von den etwa 505000 kubikkilometern Niederschlag, die weltweit fallen, fallen etwa 398000 Kubikkilometer auf die Ozeane zurück, nur etwa 100710000 Kubikkilometer fallen auf Land. Von diesem Landregen werden etwa 72000 Kubikkilometer durch Verdunstung und Transpiration direkt zur Atmosphäre zurückgeschickt.

22:35 Dies bedeutet, dass von all dem Wasser, das auf Land fällt, nur etwa 35000 Kubikkilometer als Oberflächenabfluss oder Grundwasserneubildung verbleiben, und dies ist das Süßwasser, das die menschliche Zivilisation nutzt. Diese Zahlen sind nicht abstrakt, sie haben echte Bedeutung für unser Leben. Der Wasserkreislauf ist nicht einfach ein akademisches Konzept, er ist das Lebensblut unseres Planeten, Wasser verteilt Wärme um die Erde, es trägt Nährstoffe von einem Ort zum anderen, es ermöglicht die Photosynthese und damit die Produktion von Sauerstoff.

23:15 Ohne den Wasserkreislauf gäbe es kein Leben, wie wir es kennen. Doch dieser wunderbare Kreislauf ist empfindlich in den letzten 100 Jahren haben wir Menschen beispiellose Mengen an Treibhausgasen in die Atmosphäre ausgestoßen, die Konzentration von Kohlendioxid in der Atmosphäre ist von etwa 280 Teilen pro 1000000 vor der industriellen Revolution auf über 420 Teilen pro 1000000 heute angestiegen.

23:47 Dies führt zu einer Erwärmung unseres Planeten. Die globale Durchschnittstemperatur ist um etwa 1,1 Grad Celsius gestiegen. Seit Ende des 19 Jahrhunderts. Diese Erwärmung beeinflusst den Wasserkreislauf tiefgreifend, wärmeres Wasser verdunstet schneller, die Atmosphäre kann mehr Wasserdampf halten, etwa 7% mehr Wasserdampf für jeden Grad Celsius Erwärmung. Dies führt zu intensiveren Regenfällen in einigen Regionen. Gleichzeitig führt es zu längeren Dürren in anderen Regionen.

24:25 Die Schneebedeckung in der Nordhemisphäre nimmt ab, Gletscher schmelzen schneller, der Permafrost tiefgefroren. Seit Jahrtausenden beginnt zu tauen, doch während diese Veränderungen stattfinden, während tarras Reise sich möglicherweise beschleunigt, während Eis schmilzt und Meere steigen. Gibt es Hoffnung?

24:48 Es gibt noch Zeit, wir können immer noch handeln, wir können die Auswirkungen begrenzen, du befindest dich in der ewigen Reise des Wassers und diese Reise wird weitergehen, solange wir sie schützen, solange wir sie wertschätzen, solange wir verstehen, dass unsere Erde nicht einfach eine Quelle von Ressourcen ist, sondern ein lebendiger, atmender Organismus.

25:15 Dessen Wunder und Kreisläufe unendlich wichtiger sind als jede materielle Besitztum. Unsere Erde ist unser wahrstes zuhause, und es ist an uns, sie mit der Liebe und Aufmerksamkeit zu pflegen, die sie verdient.