Sie kennen wahrscheinlich den Wasserkreislauf, auch hydrologischer Kreislauf genannt . Er beschreibt die kontinuierliche, zyklische Bewegung des Wassers um unseren Planeten. Vom Anfang bis zum Ende des Kreislaufs kann Wasser alle drei Aggregatzustände durchlaufen: flüssig, fest und gasförmig. Der Prozess, durch den ein Wassertropfen den Kreislauf beginnt und beendet, kann von Sekunden oder Minuten bis zu Millionen von Jahren dauern.
Möchten Sie den Wasserkreislauf genau kennenlernen? In diesem Artikel erfahren Sie alles darüber.
Wie der Wasserkreislauf funktioniert
Wasser hat ein Gleichgewicht auf der Erde. Es gibt immer die gleiche Menge Wasser, aber an verschiedenen Orten und unter verschiedenen Bedingungen. Im Allgemeinen ist das hydrologische Gleichgewicht normalerweise konstant, obwohl die Wassermoleküle ziemlich schnell zirkulieren können.
Die Sonne setzt den Wasserkreislauf in Gang, indem sie das Wasser in den Meeren und Ozeanen erwärmt. Verdunstet das Wasser, steigt es auf und bildet Wolken. In diesem Zustand befindet sich das Wasser im gasförmigen Zustand. Sobald die richtigen Bedingungen erfüllt sind, fällt Niederschlag . Je nach Lufttemperatur kann dieser in fester Form (Schnee oder Hagel) oder in flüssiger Form (Regentropfen) auftreten.
Sobald das Wasser auf den Boden fällt, kann es in Form von Grundwasser gespeichert werden, Pfützen, Sümpfe, Seen, Lagunen bilden oder sich einem Oberflächenwasserstrom wie Flüssen, Bächen usw. anschließen. In diesem Fall wird das Wasser erneut zum Meer geleitet, wo es durch Sonneneinstrahlung wieder verdunstet, bis sich Wolken bilden. So schließt sich der Wasserkreislauf.
Prozesse, die am Wasserkreislauf beteiligt sind
Es gibt zahlreiche Prozesse, die in diesen Wasserkreislauf eingreifen und durch die das Wasser in ständiger Bewegung gehalten wird. Zum Beispiel gibt es Prozesse, bei denen Wasser verdunstet und es muss nicht genau die Verdunstung von Wasser aus den Ozeanen aufgrund von Sonnenstrahlung sein.
Aufwinde entstehen auch durch Evapotranspiration, die sowohl von Pflanzen während der Photosynthese als auch durch Bodenverdunstung stammt. Es ist wichtig zu verstehen, dass dieser Prozess eine entscheidende Rolle im Wasserkreislauf und für den Erhalt von Ökosystemen spielt. Mehr über die Eigenschaften von Wasser erfahren Sie im Artikel über Grundwasser.
Wenn Wasserdampf in die Luft aufsteigt, kondensiert er aufgrund der kühleren Temperaturen und bildet Wolken. In einer Wolke stoßen Wasserteilchen aneinander und bilden größere Tröpfchen. Diese Tröpfchen benötigen einen hygroskopischen Kondensationskern, um miteinander zu verschmelzen und einen größeren Wassertropfen zu bilden. Dieser Kondensationskern kann beispielsweise ein Sandkorn sein.
Durch die kontinuierliche Ansammlung und das Zusammenfließen von Wassertropfen werden diese größer und schwerer, bis sie schließlich aufgrund ihres eigenen Gewichts zu Boden fallen. Diese Bedingungen hängen von der jeweiligen Wolkenart und den atmosphärischen Verhältnissen ab. Wie bereits erwähnt, kann der Kreislauf eines Wassertropfens (in welchem ​​Zustand auch immer) Millionen von Jahren dauern. Dies ist auf folgende Faktoren zurückzuführen:
Relative Dauer des Wasserkreislaufs
Wenn ein Wassertropfen in fester Form, wie Schnee oder Eis, aus einer Wolke fällt, kann er sich in den Polarkappen und Gebirgsgletschern ansammeln und Millionen von Jahren nicht wieder verdunsten . Dieses Wasser kann über Millionen von Jahren gespeichert bleiben, sofern die Bedingungen unverändert bleiben. Dank dieser Eigenschaft können Wissenschaftler mithilfe von Eiskernen eine Fülle von Informationen aus den Polarkappen gewinnen. Dieser Aspekt ist besonders interessant für die Untersuchung von Mineralwasser , das aus arktischen Gletschern stammt.
Wenn sich das Klima erwärmt, tauen die Eisblöcke im Frühling auf und schmelzen, sobald die Temperaturen steigen. Das Schmelzwasser fließt über das Land und speist Täler und Flüsse. Der größte Teil des weltweiten Niederschlags fällt in die Ozeane. Wenn er auf Land fällt, kann er als Oberflächenabfluss abfließen oder als Grundwasser im Untergrund gespeichert werden und so die Grundwasserleiter auffüllen. Tatsächlich wird durch Versickerung mehr Wasser zurückgehalten, als in Flüsse und Seen fließt.
Bleibt Wasser unterirdisch gespeichert, kann es Jahrhunderte dauern, bis es durch menschliche Entnahme oder die Ableitung in einen See wieder an die Oberfläche gelangt und erneut verdunstet. Dieses Phänomen ist wesentlich für das Verständnis des Konzepts eines Hochdruckgebiets.
Wenn Wasser infiltriert, muss es im Boden gespeichert werden, um die Grundwasserleiter zu füllen. Diese unterirdischen Wasserspeicher sind für die menschliche Bevölkerung sehr wichtig, da viele Städte ausschließlich von ihnen versorgt werden. Einige andere sind jedoch in der Lage, nahe an der Erdoberfläche zu bleiben und aufzutauchen und als Oberflächen- und Meerwasser zu enden.
Bedeutung des Wasserkreislaufs für das Leben
Der Wasserkreislauf ist für das Leben auf der Erde von größter Bedeutung. Dank seiner Eigenschaften kann Leben gedeihen. Er ermöglicht Reaktionen organischer Verbindungen, die das Leben auf unserem Planeten erhalten. Wie Sie wahrscheinlich bereits wissen, besteht der menschliche Körper zu 60–70 % aus Wasser , daher könnten wir ohne Wasser nicht leben.
Wasser ist für Pflanzen unerlässlich, um Photosynthese und Zellatmung zu betreiben. Es spielt eine Schlüsselrolle bei der Regulierung des pH-Werts und ist für die lebenswichtigen Funktionen von Enzymen notwendig. Wie die Evolution von Pflanzen und Tieren zeigt, entstanden die frühesten Lebensformen im Wasser. Fast alle Fische leben ausschließlich im Wasser , und auch zahlreiche Säugetiere, Amphibien und Reptilien sind dort beheimatet. Manche Pflanzen, wie beispielsweise Algen, gedeihen ebenfalls in aquatischen Umgebungen, sowohl im Süß- als auch im Salzwasser.
Wie Sie sehen können, ist Wasser das wichtigste Element auf unserem Planeten und dank ihm können wir Leben haben, wie wir es heute kennen. Aus diesem Grund muss man wissen, wie man diese wertvolle Ressource schätzt, die aber leider immer knapper wird.