Eigenschaften des Wassers und der globale Wasserkreislauf

Eigenschaften des Wassers

• Hohe spezifische Wärme (1 cal/g): Ermöglicht eine thermoregulatorische Funktion in Lebewesen und in Küstengebieten.
• Hohe Verdampfungs- und Schmelzwärme: Dient als Kühlmittel durch Verdunstung.
• Hohe Oberflächenspannung: Erleichtert Kapillarvorgänge.
• Höchste Dichte bei 4 °C: Ermöglicht Leben unter Eisdecken.
• Universelles Lösungsmittel: Medium, in dem chemische Reaktionen stattfinden und metabolische Prozesse reguliert werden.
• Reguliert den pH-Wert: Enthält gelöste Ionen.

Der globale Wasserkreislauf

Das Volumen des Wassers auf der Erde ist in etwa konstant. Es handelt sich um eine kontinuierliche Bewegung und Zustandsveränderung, bei der alle Subsysteme der Erde interagieren.

Der Kreislauf ist sehr wichtig für die Regulierung der Erdtemperatur, den Transport von Materie und Energie, Erosion, den Transport sedimentärer Materialien und die Verursachung von Niederschlägen über den Kontinenten. Er besteht aus zwei Phasen:

Der externe Kreislauf

Der externe Kreislauf wird durch die Sonne und die Schwerkraft angetrieben und umfasst Verdunstung, Niederschlag, Infiltration, Oberflächenabfluss und Grundwasser.

• Die Verdunstung aus den Ozeanen verursacht ein Defizit im Vergleich zum Niederschlag dort.
• Die Niederschläge über den Kontinenten verursachen im Vergleich zur Verdunstung einen Abfluss in die Ozeane, was dieses Defizit kompensiert.

Der interne Kreislauf

Der interne Kreislauf wird durch Hitze und Dichteunterschiede innerhalb der Erde angetrieben. Hierbei handelt es sich um juveniles magmatisches Wasser, das durch chemische Reaktionen im Erdinneren entsteht und durch Vulkane, Quellen und tiefe Risse mit externem Wasser vermischt wird. Die Einführung von Wasser in Subduktionszonen ist eng mit dem internen Kreislauf verbunden.

Das Ozeanische Förderband (Thermohaline Zirkulation)

Das Ozeanische Förderband ist eine Strömung, die durch die meisten Ozeane führt. Die Tiefe der Strömung wird durch die Dichte des Oberflächenwassers bestimmt, welche wiederum durch Winde beeinflusst wird.

Das dichte Wasser (kalt und salzig) sinkt vor Grönland im Atlantik ab und fließt von Nord nach Süd in den Indischen Ozean, wo es sich gabelt. Ein Teil steigt an die Oberfläche und schließt sich der weniger dichten Oberflächenströmung an, wodurch der Kreislauf geschlossen wird. Der andere Teil fließt in den Pazifik nahe Japan, steigt dort auf und fließt an der Oberfläche zurück, um sich der Strömung nach Grönland anzuschließen. Dieser Prozess trägt zur Erhöhung der Temperaturen und Niederschläge bei.

Funktionen des Förderbandes

• Es kompensiert das Ungleichgewicht von Salzgehalt und Temperatur zwischen dem Atlantischen Ozean (salziger und kälter) und dem Pazifik (weniger salzig und wärmer).
• Es reguliert die Menge an atmosphärischem CO2, da es als CO2-Senke dient: CO2 wird mit dem kalten Wasser in die Tiefe geschleppt, um tausend Jahre später in Auftriebsgebieten wieder freigesetzt zu werden.

Grundwasserleiter (Aquifere)

Geologische Formationen, die Wasser speichern und abgeben können. Dies geschieht durch:

• Poren (detritisches Material)
• Risse (Bergkristall)
• Lösungshohlräume (Kalkstein und Gips)

Wasserbilanz

Die Wasserbilanz ist die Differenz zwischen den Eingängen (Niederschlag/Regen) und den Ausgängen (Verdunstung, Versickerung und Oberflächenabfluss).