Subsidenz als Folge von Trockenheit: Die unterschätzte Gefahr im Boden

Auch Trockenheit kann zum Risiko für Straßen und Gebäude werden. Das belegen die Resultate von Forschungen zu den Ursachen von Subsidenz.

Unter einer Subsidenz wird in der Geologie eine Absenkung des Bodens bezeichnet. Solche Absenkungen können verschiedene Ursachen haben, aber in jüngster Zeit kommt vor allem den Folgen von Trockenheit und einer Übernutzung des Grundwassers eine große Bedeutung zu. Besonders die Metropolen an den Küsten der Weltmeere müssen sich mit dieser bisher stark unterschätzten Gefahr im Boden beschäftigen, wenn sie Schäden für die Infrastrukturen und Verluste von Teilen der Stadtfläche abwenden wollen. Dabei ist schnelles Handeln gefragt.

Welche Faktoren kommen bei der Subsidenz in Großstädten zusammen?

An den Bodensenkungen in den Millionenstädten an den Küsten ist der Mensch aktiv beteiligt. Durch die unangemessen intensive Nutzung des Grundwassers (Grundwasserübernutzung) trocknet der Boden aus. Dabei verliert er an Volumen und es entstehen Hohlräume. Die darüberliegenden Bodenschichten rutschen nach und füllen dabei die Hohlräume. Hinzu kommt die intensive Bebauung in den Metropolen. Dadurch muss der Boden zusätzliche Gewichte (die sogenannte Auflast) tragen. Dadurch wird er komprimiert und rutscht noch schneller in die Hohlräume nach. Das verhindert, dass sich dort neues Grundwasser einlagern und sammeln kann. Bodensenkungen und Bodenhebungen durch die Veränderung der Auflast entstehen auch durch Klimaschwankungen. Ein gutes Beispiel dafür ist der Baltische Schild. Dort hat die letzte Eiszeit eine drastische Absenkung des Bodens verursacht. Seit dem Abschmelzen des Eisschilds hebt sich der Boden langsam wieder.

In welchen Regionen der Welt drohen Risiken durch Subsidenz?

Betroffen von der Gefahr der Bodensenkungen sind alle Regionen der Welt, in denen der Grundwasserspiegel sinkt. Ein Beispiel sind die Pistazienanbaugebiete im Iran. Nach Untersuchungen des Deutschen GeoForschungsZentrums in Potsdam (GFZ) ist dort der Grundwasserspiegel in den letzten vier Jahrzehnten um rund 17 Meter gesunken. Die Folge waren Bodensenkungen von 5 bis (lokal) 30 Zentimeter pro Jahr. Ähnlich ist die Lage in Teilen von Mexiko sowie im brasilianischen Rio de Janeiro.
Das Intergovernment Panel on Climate Change (kurz IPCC) warnt schon längere Zeit vor den Folgen, aber die dortigen Kalkulationen der Auswirkungen sind nach den neuen Forschungsergebnissen der Nanyang Technology University in Singapur zu gering bemessen. Sie belegen, dass in vielen Küstenmetropolen das Ausmaß der durch die Grundwasserübernutzung entstehenden Subsidenz größer ist als die Geschwindigkeit, mit der der Meeresspiegel durch den Klimawandel steigt. Das heißt, bei der Bewertung des Überflutungsrisikos spielen die Bodensenkungen dort eine größere Rolle als die Erhöhung der Wasserpegel. Eine Bestätigung dafür erhielten die Wissenschaftler bei 44 der insgesamt 48 untersuchten Küstenmetropolen.

Können trockenheitsbedingte Bodensenkungen auch in Deutschland auftreten?

Sinkende Grundwasserpegel werden auch in Deutschland beobachtet. In einigen Regionen ist die Grundwasserneubildung bereits so beeinträchtigt, dass sich die lokale Wasserwirtschaft nach neuen Entnahmestellen für die Trinkwasserversorgung umschauen mussten. Die letzten Jahre haben gezeigt, dass selbst eine kurze Dürreperiode über einen langen Zeitraum hinweg nur teilweise kompensiert werden kann. Das heißt, Bodensenkungen durch Trockenheit sind auch in Deutschland möglich. Besonders gefährdet sind nach den Einschätzungen des Umweltbundesamts vor allem der Nordosten und Osten der Bundesrepublik, weil sie unterdurchschnittliche Niederschlagsmengen aufweisen.

Woran sind Bodensenkungen zu erkennen?

Satellitengestützte Messungen können Bodensenkungen schon im Millimeterbereich erkennen. Mit bloßem Auge sind sie nicht wahrzunehmen, es sei denn, man schaut sich die Verkehrsinfrastrukturen und Gebäude genauer an. Risse in Straßen können sowohl eine Folge von Belastungen durch schwere Fahrzeuge und Materialermüdung als auch eine Konsequenz der Subsidenz sein. Senkt sich der Boden unter Gebäuden nicht gleichmäßig, entstehen ebenfalls Risse, die sich vor allem in Bodenplatten und tragenden Wänden zeigen. Beim Nachrutschen des Bodens in Hohlräume durch Austrocknung können außerdem kleine und große Sinklöcher entstehen. Sie ähneln den Löchern, die bei einem Einbruch der Deckschichten über den vom Bergbau geschaffenen und nach der Schließung nicht verfüllten Gängen und Schächten auftreten.

Quelle: Umweltbundesamt, IPCC, GfK, Nayang University, DWD-Klimaatlas, Nature, ZDF

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