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Hydrosphäre: Wasserkreislauf und Erdsystem
Die Hydrosphäre umfasst das Wasser der Erde: vor allem Meere und Ozeane, aber auch Seen, Flüsse, Bodenwasser und Grundwasser. Wasser wird im Wasserkreislauf ständig zwischen verschiedenen Speichern bewegt. Dadurch verbindet die Hydrosphäre Klima, Gestein, Boden, Eis und Lebewesen.
Auf dieser Seite lernst du, Bestandteile und Prozesse der Hydrosphäre zu erklären und ihre Wechselwirkungen zu untersuchen.
Hake ab, was du schon kannst — und komm am Ende hierher zurück!
Was gehört zur Hydrosphäre?
Stell dir das Wasser der Erde nicht als eine einzige zusammenhängende Hülle vor. Es befindet sich in unterschiedlichen Wasserspeichern und wechselt zwischen ihnen.
Hydrosphäre
Die Hydrosphäre ist die Gesamtheit der wasserbedeckten und wasserführenden Bereiche der Erde. Dazu zählen Ozeane und Meere, Seen, Flüsse, Bodenwasser, Grundwasser und Wasser in Lebewesen.
Die Wasserfläche der Erde ist ungefähr zweieinhalbmal so groß wie die Festlandsfläche. Der weitaus größere Teil des Wassers ist Salzwasser.
Bei Schnee und Eis verwenden Fachtexte zwei Einteilungen:
- Eine weite Definition zählt Schnee und Eis zur Hydrosphäre.
- Eine genauere Sphärengliederung fasst gefrorenes Wasser als Kryosphäre zusammen.
Beide Einteilungen zeigen dieselbe wichtige Beziehung: Flüssiges und gefrorenes Wasser sind eng miteinander verbunden. Meerwasser gehört zur Hydrosphäre, während Meereis nach der zweiten Einteilung zur Kryosphäre gehört.
Sphärengrenzen sind nicht immer scharf. Wasser kann verschiedene Zustände annehmen und zwischen Hydrosphäre, Kryosphäre und Atmosphäre wechseln.
Wie bewegt sich Wasser im Wasserkreislauf?
Die Sonne liefert die Energie, die Wasser aus Meeren, Seen, Flüssen und anderen Quellen verdunsten lässt. Auch Pflanzen geben Wasser an die Luft ab.
Transpiration
Transpiration ist die Abgabe von Wasser als Wasserdampf durch Pflanzen.
Der Wasserkreislauf lässt sich als wiederkehrende Abfolge beschreiben:
- Wasser verdunstet; Pflanzen geben zusätzlich Wasser durch Transpiration ab.
- Wasserdampf steigt in die Atmosphäre auf.
- Er kondensiert und trägt zur Wolkenbildung bei.
- Wind transportiert die Wolken.
- Wasser fällt als Regen, Schnee oder Hagel zur Erdoberfläche.
- Es fließt oberirdisch in Bäche und Flüsse oder versickert im Boden.
- Oberflächenabfluss und Grundwasser führen Wasser wieder anderen Speichern zu.
Nach einem Regenschauer gelangt ein Teil des Wassers in einen Bach. Ein anderer Teil dringt in den Boden ein und speist das Grundwasser. Später kann dieses Wasser wieder in ein Fließgewässer gelangen. Es ist damit nicht verschwunden, sondern hat seinen Speicher und seinen Weg verändert.
Im Wasserkreislauf wechselt Wasser seinen Ort und teilweise seinen Aggregatzustand. Die Sonne treibt die Verdunstung an; Schwerkraft ermöglicht Niederschlag, Versickerung und Abfluss.
Warum ist Wasser regional unterschiedlich verfügbar?
Ob in einer Region Wasserüberschuss oder Wassermangel herrscht, hängt wesentlich vom Verhältnis zwischen Niederschlag und möglicher Verdunstung ab.
Arides Klima
In einem ariden Klima ist der Niederschlag geringer als die potenzielle Verdunstung. Dadurch entstehen Trockenperioden und Wassermangel.
Humides Klima
In einem humiden Klima übersteigt der Niederschlag die potenzielle Verdunstung. Dadurch besteht ein Wasserüberschuss.
Zwischen diesen beiden Ausprägungen liegen semi-aride und semi-humide Bedingungen. In einem nivalen Klima prägen Schnee und Eis den Wasserhaushalt, etwa in Polarregionen und Hochgebirgen. Ein Teil des Wassers bleibt dort langfristig gefroren gespeichert.
Zwei Regionen erhalten Niederschlag. In Region A kann wegen hoher Verdunstung mehr Wasser an die Atmosphäre abgegeben werden, als durch Niederschlag hinzukommt. Region A ist arid. In Region B ist der Niederschlag größer als die potenzielle Verdunstung. Region B ist humid.
Wie hängen Grundwasser und Flüsse zusammen?
Wasser, das in den Boden versickert, kann unterirdische Speicher speisen. Das dort vorhandene Wasser heißt Grundwasser.
Bei gespanntem Grundwasser kann ein besonderer Druck entstehen. Wird eine solche wasserführende Schicht durch einen Brunnen erschlossen, kann das Wasser ohne Pumpe bis zur Erdoberfläche oder darüber hinaus aufsteigen. Dies nennt man einen artesischen Brunnen.
Flüsse zeigen nicht zu jeder Jahreszeit denselben Abfluss.
Flussregime
Das Flussregime oder Abflussregime ist der typische jahreszeitliche Verlauf des Abflusses eines Flusses. Es spiegelt unter anderem Klima und Lage seines Einzugsgebiets wider.
Am Rhein in den Alpen ist der Abfluss im Winter niedrig und erreicht durch Schmelzwasser im Juni einen Höchstwert. Weiter nördlich liegt ein Höchstwert bereits im April, während der Abfluss im Sommer geringer ist. Dasselbe Flusssystem kann somit an verschiedenen Orten unterschiedliche Regime zeigen.
Das Flussregime beschreibt keinen einzelnen Pegelstand, sondern ein wiederkehrendes jahreszeitliches Muster.
Was treibt Meeresströmungen an?
Meeresströmungen bewegen große Wassermassen. Dabei transportieren sie Wärme und Nährstoffe und wirken auf Klima und marine Ökosysteme.
Zwei Antriebe sind besonders wichtig:
- Windantrieb: Wind bewegt das Wasser an der Oberfläche. Reibung überträgt Bewegung in tiefere Schichten. Die Corioliskraft lenkt die Strömung ab. Mit zunehmender Tiefe wird die Bewegung langsamer und ihre Richtung verändert sich.
- Thermohaliner Antrieb: Temperatur und Salzgehalt beeinflussen die Dichte des Meerwassers. Kaltes und salzreiches Wasser besitzt eine höhere Dichte, sinkt ab und kann sich in tieferen Ozeanschichten ausbreiten.
Thermohaline Zirkulation
Die thermohaline Zirkulation ist eine globale Ozeanzirkulation, die durch Unterschiede in Temperatur und Salzgehalt und damit in der Dichte des Wassers angetrieben wird.
Kühlt Meerwasser ab und besitzt es zugleich einen hohen Salzgehalt, nimmt seine Dichte zu. Es kann absinken und eine Tiefenströmung antreiben. Der entscheidende Zwischenschritt lautet daher: Temperatur und Salzgehalt verändern die Dichte.
Der Golfstrom ist ein Beispiel für eine Meeresströmung, die Wärme transportiert und das Klima Nordeuropas beeinflusst.
Wie greift der Mensch in die Hydrosphäre ein?
Menschen verändern Wasserflüsse, wenn sie Wasser entnehmen, Flächen bewässern oder Land anders nutzen. Entscheidend ist, dass ein Eingriff an einer Stelle Folgen für weitere Teile des hydrologischen Systems haben kann.
Im Gebiet des Aralsees wurde Steppe in landwirtschaftliche Nutzfläche umgewandelt. Die Bewässerung benötigte viel Wasser; zusätzlich ging Wasser in mangelhaften Kanalsystemen verloren. Dadurch wurde dem verbundenen hydrologischen System viel Wasser entzogen.
Das Beispiel zeigt eine Wirkungskette:
Ausweitung bewässerter Flächen → steigender Wasserbedarf und Verluste beim Transport → geringerer Wasserzufluss in andere Speicher.
Für eine Analyse solltest du deshalb nicht nur fragen, wie viel Wasser genutzt wird. Prüfe auch:
- Woher stammt das Wasser?
- Durch welche Speicher und Flüsse ist das Gebiet verbunden?
- Wo wird Wasser entnommen oder verloren?
- Welche Teile des Systems erhalten anschließend weniger Wasser?
Karteikasten
Überlege zuerst selbst und drehe die Karte anschließend zum Prüfen um.
Alles auf einen Blick
- Hydrosphäre
- Speicher: Meere, Seen, Flüsse, Bodenwasser und Grundwasser
- Wasserkreislauf: Verdunstung, Kondensation, Niederschlag, Abfluss und Versickerung
- Klima: aride, humide und nivale Bedingungen
- Fließgewässer: Einzugsgebiet und jahreszeitliches Flussregime
- Ozeane: Windantrieb und thermohaline Zirkulation
- Erdsystem: Verbindung mit Atmosphäre, Kryosphäre, Boden, Gestein und Lebewesen
- Menschlicher Einfluss: Entnahme, Bewässerung und Wasserverluste
Abschluss-Check
Du hast den Kern verstanden, wenn du nicht nur Wasserspeicher aufzählen kannst, sondern auch die Wege und Antriebe erklärst, durch die sie miteinander verbunden sind.