High-Plains-Aquifer

Veränderungen des Wasserspiegels des Ogallala Aquifer zwischen 1980 und 1995

Der Ogallala-Aquifer, auch High-Plains-Aquifer genannt, ist ein großer unterirdischer Grundwasser-Aquifer, der sich unterhalb der Great Plains in den Vereinigten Staaten befindet. Als einer der weltweit größten Speicherseen bedeckt er eine Fläche von mehr als 450.000 km² und ist Teil der acht amerikanischen Bundesstaaten South Dakota, Nebraska, Wyoming, Colorado, Kansas, Oklahoma, New Mexico und Texas. Er wurde 1899 von Nelson Horatio Darton nach der Kleinstadt Ogallala in Nebraska benannt.

Allgemeines

Die Ablagerung der grundwasserleitenden Schichten lässt sich auf das Zeitalter des späten Miozän bis frühen Pliozän zurückdatieren, als sich die Rocky Mountains aufschichteten. Da sich das Land im Westen anhob, brachen sich Flüsse und Bäche Kanäle in West-Ost- beziehungsweise West-Südost-Richtung. Die Erosion in den Rocky Mountains führte zu Wind- und Schwemmablagerungen, welche die alten Flussbetten auffüllten und vielleicht die gesamte Fläche des heutigen Aquifers bedeckten und heute die wasserundurchlässige Ogallala-Schicht bilden. Die Tiefe der Ablagerungen variiert mit der Form der Erdoberfläche vor dem Beginn der Ablagerungen und ist dort am tiefsten, wo das Schwemmmaterial alte Täler und Flusseinschnitte bedeckt.

Die Dicke der von Wasser gefüllten Ogallala-Formation reicht von nur wenigen Zentimetern bis zu mehr als 160 Meter (525 Fuß), wobei sie im Norden der Great Plains generell größer ist als im Süden. Das Wasser selbst befindet sich dabei in einer Tiefe von 122 Meter (400 Fuß; im Norden) bis 30-60 Meter (100-200 Fuß; im Süden). Der Speichersee hat heute keinen Frischwasserzulauf, sondern er füllt sich nur langsam mit Regenwasser, welches durch das Erdreich sickert, wieder auf. Das unterirdisch lagernde Wasser ist also zum größten Teil Wasser, welches noch von der letzten Eiszeit herstammt.

Verhältnis von Wasserentnahme und -zufluss

Falschfarben-Aufnahme bewässerter Felder in der Nähe von Garden City, Kansas, aufgenommen vom Landsat 7-Satellit.

Jeder Aquifer ist ein Wasserspeicher und hat somit Einfluss auf den Wasserkreislauf. Die USGS (US Geological Survey) hat mehrere Studien über den Ogallala-Aquifer angestellt, um das Verhältnis zwischen Wasserzulauf und der Wasserentnahme beispielsweise durch Brunnen und Pumpen und damit auch die Entwicklung des Wasserpegels zu erforschen, um Strategien für eine Erhaltung des Speichersees für die Zukunft zu sichern. Dies ist sehr wichtig, da der Aquifer heute die Grundlage für fast die gesamte Landwirtschaft in den Great Plains bildet und seine Zerstörung das Ende tausender Klein-, Mittel- und Großbetriebe zur Folge hätte.

Zufluss von Grundwasser

Die Menge des zufließenden Wassers wird durch verschiedene Faktoren begrenzt. So herrscht im Großteil der Great Plains semi-arides Klima mit kräftigen Winden, welche die Verdunstung des Wassers beschleunigen. An vielen Stellen ist der Aquifer von einer Kalksteinschicht überlagert, welche nahezu völlig undurchlässig für Wasser ist, was den Wasserzufluss stark einschränkt. Die Entstehung der Kalkschichten wird wiederum durch das Klima und die hohe Verdunstung gefördert, damit ist das Klima ein doppeltes Hindernis für die Auffüllung des Speichersees.

Entnahme von Grundwasser

Wasserspiegel bei Seward, Kansas, 38°10'39" n.B., 98°47'44" w.L.

Die Regionen über dem Ogallala-Aquifer gehören zu den produktivsten Viehzucht- und Landwirtschaftsgegenden der Vereinigten Staaten. Hier werden Mais, Weizen und Sojabohnen in sehr großen Mengen angebaut, was den Great Plains den Spitznamen „Brotkorb Amerikas“ eingebracht hat. Die Erträge der vielen großen Farmbetriebe, die sich oft in Gegenden mit nur unzureichender Wasserversorgung durch Niederschläge befinden und in denen es auch nicht ganzjährig ausreichend Wasser an der Erdoberfläche gibt, hängen sehr stark vom Grundwasser ab, welches mit Pumpen zur Bewässerung der Pflanzen an die Oberfläche gefördert wird.

Der Aquifer wurde erstmals 1911 für landwirtschaftliche Bewässerung verwendet, die Massennutzung begann jedoch erst in den 1930er Jahren und erlebte einen zweiten Schub in den 1950ern, als die nun fast flächendeckende Versorgung mit elektrischem Strom auch in den ländlichen Gegenden und die Verfügbarkeit billiger und effizienter Turbinenpumpen bessere Förderungsmöglichkeiten für das Wasser boten. Da die Menge des entnommenen Wassers schon bald die Menge des zufließenden Wassers überschritten hatte, begann der Wasserspiegel schnell zu sinken. Heutigen Schätzungen zufolge liegt die Quote von entnommenem zu zugeführtem Wasser etwa bei 25, das heißt, dass für 25 Liter entnommenen Wassers nur ein Liter neues Wasser durch Versickerung nachfließt.

Wasserspiegel bei Morton, Texas, 33°43'29" n.B., 102°45'27" w.L.

An manchen Stellen wurde ein Absinken des Wasserspiegels von bis zu 1,50 Metern pro Jahr gemessen.

In einigen extremen Fällen mussten Bohrlöcher für die Pumpen bereits tiefer in die Erde getrieben werden, um noch an Wasser zu gelangen, einige Teile des Aquifers sind außerdem bereits wasserlos, also ausgetrocknet. Falls diese Entwicklung anhält, könnte der übermäßige Wasserverbrauch mittelfristig die Landwirtschaft in dieser Gegend absolut unmöglich machen.

Einige Flüsse der Region wie zum Beispiel der Platte River liegen teilweise noch tiefer als der Wasserspiegel, was dem Aquifer zusätzlich Wasser entzieht.

Aktuelle Situation

Maßnahmen zur Senkung des Wasserverbrauchs wie zum Beispiel Fruchtwechsel, effizientere Bewässerungsmethoden und die Reduktion bewässerter Flächen haben in letzter Zeit zu einem leichten Rückgang des Absinkens des Wasserspiegels geführt. In manchen Gegenden wie dem humiden Ost- und Zentralnebraska ist dieser sogar wieder leicht gestiegen. Die Grafik zeigt die Veränderungen des Wasserspiegels zwischen 1980 und 1995.

Weblinks

• Grundwasserstudie des USGS
• Studie über den Ogallala-Aquifer (engl., PDF)

36.990555555556-101.447777777787Koordinaten: 36° 59′ 26″ N, 101° 26′ 52″ W