Ein Forschungsteam der Seoul National University hat nachgewiesen, dass die massive Entnahme von Grundwasser zwischen 1993 und 2010 die Erdachse um mehr als 80 Zentimeter verschoben hat. Dieser menschengemachte Prozess beeinflusst die Massenverteilung des Planeten und trägt jährlich etwa 4,3 Zentimeter zur Wanderung des Pols bei.
Diese präzisen Messungen basieren auf der Satellitengeodäsie, die kleinste Veränderungen im Schwerefeld der Erde erkennt. Solche Daten werden primär durch Missionen wie das GRACE-Programm (Gravity Recovery and Climate Experiment) gewonnen, welche Gravitationsanomalien erfassen, die entstehen, wenn sich Massen – wie Wasser oder Eis – auf der Erdoberfläche verlagern.
Warum bisherige Modelle die Polbewegung falsch berechneten
Wissenschaftler konnten die Bewegung des Rotationspols lange Zeit nicht vollständig erklären. Zwar waren Effekte durch das Schmelzen von Gletschern und die Umverteilung von Eismassen bereits seit 2016 bekannt, doch die mathematischen Modelle stimmten nicht präzise mit den tatsächlichen Beobachtungen überein. Wie t3n berichtet, fehlte in den bisherigen Berechnungen ein entscheidender Faktor: das massiv abgepumpte Grundwasser.
Erst als die Forscher den Verlust der unterirdischen Wasserreservoirs in ihre Simulationen integrierten, passten die Daten zusammen. Ohne die Berücksichtigung der Grundwasserentnahme lag das Modell um etwa 78,5 Zentimeter bzw. 31 Zoll neben der Realität. Die Untersuchung der südkoreanischen Experten, die in der Fachzeitschrift Geophysical Research Letters veröffentlicht wurde, schließt somit eine signifikante Lücke in unserem Verständnis der planetaren Dynamik.
„Ich bin sehr froh, die ungeklärte Ursache für die Rotationspoldrift gefunden zu haben.“ Ki-Weon Seo, via t3n
Der massive Wasserverbrauch als Motor der Achsenverschiebung
Die Ursache für die Verschiebung liegt in der Umverteilung von Massen. Wenn Wasser aus tiefen Schichten der Erdkruste für die Landwirtschaft oder die Trinkwasserversorgung nach oben gepumpt wird, verringert sich das Gewicht in bestimmten Regionen, während das Wasser in den Ozeanen landet. Diese Verschiebung der Masse verändert das Trägheitsmoment der Erde und damit die Achse, um die sie sich dreht.
Dieser Effekt lässt sich physikalisch mit der Dynamik einer Eiskunstläuferin vergleichen: Ändert sich die Verteilung der Masse entlang der Rotationsachse, verändert sich die Geschwindigkeit und die Ausrichtung der Drehung. In der Geophysik führt die Umverteilung von Wassermassen von den Landmassen hin zu den Ozeanen dazu, dass das Zentrum der Masse relativ zur Rotationsachse verschoben wird, was die Neigung und die Position des Pols beeinflusst.
Die Dimensionen dieses anthropogenen Einflusses sind laut den vorliegenden Daten beachtlich:
- Entnommenes Grundwasser (1993–2010): ca. 2.150 Gigatonnen
- Gesamtverschiebung der Erdachse: knapp 80 Zentimeter
- Jährlicher Beitrag der Wasserumverteilung: ca. 4,3 Zentimeter
- Anstieg des Meeresspiegels durch diese Umverteilung: ca. 6 Millimeter
Surendra Adhikari vom NASA Jet Propulsion Laboratory bestätigte die Relevanz dieser Ergebnisse. Er betonte, dass das Team den Effekt der Grundwasserentnahme quantifiziert habe und dieser „ziemlich bedeutend“ sei.
Geografische Schwerpunkte der Grundwasserentnahme
Nicht jede Wasserentnahme hat den gleichen Effekt auf die Neigung des Planeten. Die Studie zeigt, dass die Umverteilung von Wasser aus mittleren Breiten den größten Einfluss auf die Verschiebung des Rotationspols hat. Besonders kritisch erwiesen sich dabei die massiven Entnahmen in zwei spezifischen Regionen: im Westen Nordamerikas und im Nordwesten Indiens.
Diese Regionen sind entscheidende Gebiete der globalen Landwirtschaft, die in hohem Maße auf die Entnahme aus tief liegenden Aquiferen angewiesen sind. Wenn diese riesigen unterirdischen Wasserspeicher erschöpft werden, findet eine dauerhafte Massenverlagerung statt, die über die kurzfristigen Zyklen von Niederschlag und Verdunstung hinausgeht. Diese lokale Nutzung hat globale Auswirkungen. Während die Regionen mit übernutzten Aquiferen leichter werden, gewinnen die Ozeane an Masse. Laut n-tv führt dieser Prozess dazu, dass der Meeresspiegel durch die rein wasserbedingte Massenverlagerung um etwa 6,24 Millimeter ansteigt.
Die Verbindung zwischen Polwanderung, Meeresspiegel und Klima
Obwohl die Verschiebung der Erdachse durch den Menschen messbar ist, mahnen Experten zur Differenzierung. Die jährlichen, natürlichen Schwankungen der Erdachse – ein regelmäßiges „Eiern“ des Pols – bewegen sich in einer Größenordnung von zehn bis zwölf Metern. Der menschengemachte Anteil von etwa 4,3 Zentimeter pro Jahr ist im Vergleich dazu klein.
Dennoch ergeben sich langfristige Fragen. Eine dauerhafte Änderung der Neigung der Erdachse könnte die saisonalen Wetterbedingungen und damit das globale Klima beeinflussen. In der Erdgeschichte führten massive Polwanderungen bereits zu drastischen Veränderungen; so wird vermutet, dass eine Verschiebung um etwa drei Grad den Beginn der Eiszeit vor drei Millionen Jahren begünstigt hat.
Harald Schuh vom Deutschen Geoforschungszentrum GFZ in Potsdam bewertet die neuen Berechnungen als absolut plausibel und korrekt. Er merkt jedoch an, dass die aktuelle Polwanderung keine unmittelbaren Gefahren für die Natur darstellt, solange sie innerhalb der bekannten natürlichen Schwankungen bleibt.
Für die moderne Technik bleibt die präzise Messung der Polposition dennoch essenziell. Da sich der Pol ständig bewegt, müssen Navigationssysteme wie das GPS kontinuierlich korrigiert werden, um ihre Genauigkeit beizubehalten. Die neue Erkenntnis über den Einfluss des Grundwassers liefert hierbei eine wichtige, unabhängige Bestätigung für die bisherigen Klimamodelle.
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