Eine Stadt kann mehrere Meter an Höhe verlieren, ohne dass sich ein Berg bewegt oder sich ein Abgrund öffnet. Manchmal genügt es, das Wasser unter ihren Fundamenten abzupumpen. Das Phänomen ist weniger spektakulär als ein Erdbeben: Es schreitet langsam voran, Viertel für Viertel, bis es das Verhältnis zwischen der Stadt, ihrem Untergrund und, an den Küsten, dem Meeresspiegel verändert.

Das einfachste Bild ist das eines zusammengedrückten Schwamms. Unter einer Stadt sind Aquifere keine riesigen, mit Wasser gefüllten Höhlen. Das Wasser befindet sich in den Zwischenräumen verschiedener unterirdischer Materialien. Wird es in großen Mengen entnommen, kann sich die Struktur verdichten. An der Oberfläche werden wenige Millimeter oder Zentimeter Höhenverlust pro Jahr mit der Zeit zu einem erheblichen Problem.

Nicht nur das Wasser verschwindet

Übermäßiges Pumpen senkt den Grundwasserspiegel und kann Bodensetzungen verursachen. Der Mechanismus wird manchmal mit einem wassergefüllten Ballon verglichen, der Luft verliert. Das vermittelt die Grundidee, hat aber eine wichtige Grenze: Der reale Untergrund besteht aus unterschiedlichen geologischen Schichten und reagiert nicht überall gleich.

Genau das macht das Phänomen so trügerisch. Eine Stadt kann normal weiterfunktionieren, während sich ihre Höhe langsam verändert. An Küsten wird das Problem besonders ernst: Die Bodensenkung kommt dann zum Anstieg des Meeresspiegels hinzu. Für eine Küstenstadt bedeutet Höhenverlust daher, den relativen lokalen Meeresspiegelanstieg zu beschleunigen.

Jakarta ist ein extremes Beispiel. Teile der Stadt sinken um mehr als 10 Zentimeter pro Jahr. Andere Schätzungen nennen in den am stärksten betroffenen Gebieten 5 bis 6 Zentimeter jährlich, lokal sogar 20 bis 25 Zentimeter. Nur 64 % der Bevölkerung haben Zugang zu Leitungswasser, weshalb Millionen Menschen auf unregulierte private Brunnen angewiesen sind. Das Pumpen ist damit weniger eine individuelle Entscheidung als ein Problem der kollektiven Infrastruktur.

In Mexiko-Stadt zeigten InSAR-Messungen zwischen 2014 und 2021 in einigen Stadtteilen Senkungsraten von mehr als 35 Zentimetern pro Jahr. Merkwürdigerweise heben sich benachbarte Gebiete um bis zu 2 Zentimeter jährlich. Forschende führen dieses zweite Phänomen auf die elastische Entlastung der Erdkruste durch den Verlust von Wassermasse zurück. Selbst innerhalb einer einzigen Metropole verhält sich der Boden also nicht wie eine einheitliche Fläche.

Osaka zeigt, dass sich die Entwicklung ändern kann

Der Fall Osaka ist besonders lehrreich, weil sich das Problem über fast ein Jahrhundert verfolgen lässt. Zwischen den 1920er- und 1960er-Jahren ließ intensives Pumpen den Grundwasserspiegel um bis zu 30 Meter fallen. Stellenweise sank der Boden um mehr als zwei Meter.

Anfang der 1960er-Jahre führten die japanischen Behörden strenge Vorschriften für Grundwasser ein. Danach begann sich der Grundwasserspiegel allmählich zu erholen. Neuere Arbeiten zeigen, dass eine dauerhafte Wiederauffüllung eines Aquifers auch eine Hebung des Bodens bewirken kann.

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Es wäre jedoch irreführend zu glauben, man müsse nur Wasser zurückführen, um exakt den früheren Boden wiederherzustellen. Ein Teil der Verdichtung kann irreversibel sein, und die beobachtete Hebung ist nicht gleichmäßig. Insbesondere Verwerfungen spielen eine Rolle, indem sie unterirdische Strömungen lenken. Zwei nahe beieinanderliegende Gebiete können daher auf dieselbe Erholung des Grundwassers unterschiedlich reagieren.

Das ist vielleicht die interessanteste Lehre aus Osaka: Eine sinkende Stadt ist nicht zwangsläufig dazu verdammt, für immer weiter abzusinken. Einen Aquifer zu reparieren ist allerdings nicht dasselbe wie eine Luftmatratze aufzublasen. Die Geologie bewahrt die Spuren jahrzehntelanger Entnahmen.

Erfolge beruhen selten auf einer Wundermaßnahme

Eine in Science veröffentlichte Studie untersuchte 67 Fälle der Erholung von Aquiferen weltweit. Drei große Gruppen von Maßnahmen stechen hervor: andere Wasserquellen nutzen, geeignete öffentliche Politiken oder Umweltmechanismen einführen und Grundwasserleiter künstlich wieder auffüllen.

Die aufschlussreichste Zahl ist wahrscheinlich diese: Mehr als 80 % der erfolgreichen Initiativen beinhalteten die Suche nach einer alternativen Wasserquelle. Mit anderen Worten: Bewohner, Landwirte oder Unternehmen lediglich aufzufordern, weniger zu pumpen, reicht meist nicht. Man muss ihnen anderes Wasser zur Verfügung stellen.

Die meisten untersuchten Erfolge kombinieren mehrere Arten von Maßnahmen. Das ist logisch. Regulierung ohne Ersatzlösung verlagert das Problem womöglich nur. Künstliche Anreicherung ohne Kontrolle der Entnahmen bedeutet, einen Tank zu füllen, dessen Hahn offen bleibt.

Scott Jasechko, Professor an der Bren School der University of California, Santa Barbara, fasst die Lehre aus diesen Erfahrungen so zusammen: Die Erschöpfung des Grundwassers ist kein unausweichliches Schicksal, und verschiedene Gemeinschaften haben bereits Wege gefunden, sie zu stoppen.

Diese Perspektive ist umso wichtiger, als mehr als ein Drittel der weltweiten Aquifere rückläufig ist und Grundwasser 40 % der weltweiten Bewässerung liefert. Die Frage reicht daher weit über einige Megastädte hinaus, die am falschen Ort gebaut wurden.

Ein globales Risiko, aber sehr ungleich dokumentiert

Die am besten dokumentierten Situationen vermitteln eine Vorstellung vom Ausmaß des Problems. In Tianjin, einer chinesischen Stadt mit 15 Millionen Einwohnern, könnte eine fortgesetzte Bodensenkung bis 2120 15 % der Bevölkerung unter Wasser setzen, wenn der Trend nicht korrigiert wird. Pumpbedingte Phänomene werden auch in San Diego und großen iranischen Städten gemeldet.

In Neuseeland sinken etwa 80 % der städtischen Küstenlinie ab. Grundwasser trägt in einigen Gebieten dazu bei, insbesondere rund um Christchurch und Wellington. Das zeigt, dass es nicht nur um überbevölkerte tropische Megastädte geht.

Und Frankreich? Der Versuchung, Wissenslücken zu füllen, sollte man widerstehen. Die hier betrachteten Arbeiten erlauben es nicht, mit Sicherheit eine französische Stadt zu benennen, die aufgrund des Abpumpens von Grundwasser absinkt. Ohne lokale Messungen das Gegenteil zu behaupten, würde aus einer berechtigten Frage eine künstliche Gewissheit machen.

Europa ist deshalb nicht grundsätzlich geschützt: Der physikalische Mechanismus hängt von Pumpmengen und Geologie ab, nicht vom Kontinent. Um aber eine tatsächlich betroffene Stadt zu identifizieren, braucht es lokale Beobachtungen, die Grundwasser von anderen möglichen Ursachen für Bodenbewegungen unterscheiden können.

Die eigentliche Lösung beginnt am Wasserhahn

Ich finde, diese Geschichte kehrt unsere übliche Sicht auf Städte auf interessante Weise um. Wir betrachten ihre Gebäude, Deiche und Straßen, als ende die Stadt am Bürgersteig. Dabei hängt ein Teil ihrer Stabilität von einer unsichtbaren Ressource ab, die manchmal sehr tief unter unseren Füßen liegt.

Die Erfahrungen mit der Erholung von Aquiferen legen vor allem eine Methode nahe: Abhängigkeit verringern, bevor man verbietet, Wasserressourcen diversifizieren, Entnahmen kontrollieren und, wo die Bedingungen es erlauben, die Grundwasserneubildung fördern. Ein Einheitsrezept ist das nicht, denn die lokale Geologie kann das Ergebnis stark verändern.

Genau deshalb ist Osaka nützlicher als eine weitere Geschichte über eine dem Untergang geweihte Stadt. Der Boden kann reagieren, wenn der Druck auf den Aquifer dauerhaft sinkt. Nicht überall gleich, nicht unbedingt bis zur ursprünglichen Höhe und ganz sicher nicht sofort. Aber die Richtung kann sich ändern.

Eine Stadt, die jedes Jahr um einige Zentimeter absinkt, vermittelt leicht den Eindruck eines geologischen Phänomens außerhalb menschlicher Kontrolle. In vielen Fällen hängt die Ursache jedoch mit einer sehr alltäglichen Entscheidung zusammen: Woher kommt das Wasser, das wir verbrauchen? Genau dort, weit weniger spektakulär als ein riesiger Deich, beginnt auch ein Teil der Lösung.