Das Tote Meer: Umweltforschung am Rand der Extreme

Die mit 429 Metern unter dem Meeresspiegel tiefstgelegene meteorologische Station auf der Erde misst kontinuierlich die Verdunstung des Wassers des Toten MeeresQuelle: (Foto: U. Corsmeier, KIT) (idw)

Um mehr als einen Meter sinkt der Wasserspiegel des Toten Meeres pro Jahr. Tausende von Einsturzlöchern, aber auch plötzlich auftretende Starkregen und Sturzfluten zählen zu den weiteren Herausforderungen für Bevölkerung und Umwelt in der Region. Die zugrundeliegenden Prozesse haben Forscher aus Deutschland, Israel, Jordanien und Palästina im Helmholtz-Virtuellen Institut DESERVE untersucht, koordiniert hat das Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Ihre Ergebnisse unterstützen Vorhersagemodelle, Risikobewertungen und Anpassungsstrategien. Die „Umweltforschung am Rand der Extreme“ stellen die DESERVE-Forscher bei der Abschlussveranstaltung am 12. September 2017 in Halle (Saale) vor. Zu der die interessierte Öffentlichkeit sowie Vertreterinnen und Vertreter der Medien herzlich eingeladen sind.

Oktokopter liefern Luft- und Thermalbilder mit sehr guter räumlichen Auflösung. Die Forscher nutzen sie, um digitale Geländemodelle zu erstellen oder unterirdische Grundwasserzuflüsse zu lokalisieren Quelle: (Foto: André Kuenzelmann, UFZ) (idw)

Über 90 Kilometer erstreckt sich das Tote Meer in Nord-Süd-Richtung durch eine einzigartige Landschaft mit Wüste, Halbwüste und Oasen – mehr als 400 Meter unter dem Meeresspiegel, an der tiefsten Landstelle der Erde. Für Klima- und Umweltforscher wie für Geowissenschaftler bildet die Region ein „Freiluftlabor“. Denn zum Rückgang des Wasserspiegels kommen Probleme wie Wüstenbildung, Verschmutzung des Trinkwassers durch Salzwasser, Sturzfluten (engl. flashfloods), Einsturzlöcher (engl. sinkholes) und Erdbeben hinzu.

Die diesen Phänomenen zugrundeliegenden meteorologischen, hydrologischen und geophysikalischen Prozesse und Zusammenhänge haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT), des GFZ – Deutsches GeoForschungsZentrum Potsdam und des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) in Leipzig über fünf Jahre im Helmholtz-Virtuellen Institut DESERVE gemeinsam mit lokalen Partnern untersucht (DESERVE steht hier für „Dead Sea Research Venue“).

„Verlässliche Daten sind Voraussetzung für das Verständnis dieser Umweltprozesse – und damit für Vorhersagemodelle, die beispielsweise eine Prognose von Verdunstung und Wasserverfügbarkeit ermöglichen, aber auch für Risikobewertungen und Warnsysteme“, sagt Professor Christoph Kottmeier, Klimaforscher vom KIT und Sprecher von DESERVE. „Im Fokus standen mit Wasserverfügbarkeit, Klimawandel und Umweltrisiken drei große Herausforderungen, die wir nur interdisziplinär und gemeinsam mit Partnern aus den am Toten Meer liegenden Staaten angehen konnten.“ Ziel war es, den wissenschaftlichen Sachstand zu dokumentieren; dies auch als Grundlage für künftige umweltpolitische Entscheidungen. Dafür haben die Forscherinnen und Forscher Langzeitmessungen und Intensivmesskampagnen an über 150 Standorten um das Tote Meer durchgeführt. Dazu zählt – mit 429 Metern unter dem Meeresspiegel – auch die am tiefsten gelegene meteorologische Messstation der Welt. Ein Teil dieses Netzwerks von Messstationen wird auch für künftige Forschungsprojekte zur Verfügung stehen.

Die Forscher des KIT haben insbesondere die Verdunstung untersucht: Seit einigen Jahren sinkt der Seespiegel um mehr als einen Meter pro Jahr. Ein Grund: Rund 90 Prozent der Wassermenge des Jordans entnehmen die Anliegerstaaten für Trinkwasser, bevor der Fluss das Tote Meer erreicht. „Unsere Daten zeigen aber auch, dass die Verdunstung zum Rückgang des Seespiegels wesentlich beiträgt“, sagt der Meteorologe Dr. Ulrich Corsmeier vom KIT. „Kräftige Winde, die periodisch am Abend direkt nach Sonnenuntergang auftreten, verstärken die Verdunstung besonders.“

Mit dem Wasserspiegel des Sees sinken auch die Grundwasserpegel. Das nachströmende Süßwasser löst unterirdische Salzschichten. Dadurch entstehen Hohlräume, die schließlich einbrechen. Solche, auch Dolinen genannte Einsturzlöcher gefährden Gebäude, Straßen und landwirtschaftliche Flächen. Forschende aus dem GFZ arbeiten mit ihren Kolleginnen und Kollegen in DESERVE daran, die Dolinenentwicklung besser zu verstehen und sie im Idealfall sogar zu kontrollieren. Darüber hinaus sind mächtige Sturzfluten ein Problem: Sie treten nach lokal begrenzten starken Regenfällen in den engen Taleinschnitten auf und stellen eine große Gefahr für Menschen dar.

Die Forschungsarbeiten des UFZ konzentrierten sich vor allem darauf, die klima- und landnutzungsbedingten Veränderungen der verfügbaren Wasserressourcen in dem mehrere Tausend Quadratkilometer großen Einzugsgebiet, das Jordanien, das Westjordanland und große Teile Israels und Syrien umfasst, grenzübergreifend zu untersuchen und zu modellieren. Entstanden ist ein Grundwasserfließmodell des gesamten Einzugsgebiets rund um das Tote Meer. In diesem Kontext haben sich die Forscher auch mit der Entstehung der Sturzfluten in normalerweise trockenen Flusstälern zum Toten Meer hin befasst. Denn sie verursachen jedes Jahr durch ihre gewaltige Zerstörungskraft enorme Schäden an der vorhandenen Infrastruktur, tragen jedoch auch zu einem Wiederauffüllen des Toten Meers bei.

Interdisziplinäre Ausbildung des wissenschaftlichen Nachwuchses

Schwerpunkt von DESERVE war auch die Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses, unter anderem mit zwei interdisziplinären „Winterschulen“ für Doktoranden und Postdoktoranden aus Deutschland, Jordanien, Palästina und Israel. „Mit ihrer interdisziplinären Ausbildung und den in DESERVE entstandenen Netzwerken können gerade auch die jungen Forscherinnen und Forscher vor Ort in Zukunft viel bewirken“, sagt die Koordinatorin des Projekts, Dr. Manuela Nied vom KIT.

Quelle: Karlsruher Institut für Technologie (idw)