Was ist Meerwassereinbruch?Ein Hydrogeologe erklärt das sich verändernde Gleichgewicht zwischen Süß- und Salzwasser an der Küste

Beim Eindringen von Meerwasser handelt es sich um die Bewegung von Salzwasser aus dem Meer oder Flussmündungen in Süßwassersysteme.Das Meerwasser, das hat kroch den Mississippi hinauf im Sommer und Frühherbst 2023 ist eine Erinnerung daran, dass Küstengemeinden in einem fragilen Land-Meer-Gleichgewicht schwanken.

Süßwasser ist für Trinkwasser, Bewässerung und gesunde Ökosysteme unerlässlich.Wenn Meerwasser ins Landesinnere gelangt, kann das darin enthaltene Salz verheerende Auswirkungen auf Ackerland, Ökosysteme, Leben und Lebensgrundlagen haben.

Ich bin ein Küstenhydrogeologe und erforschen seit 25 Jahren Wasser an der Land-Meer-Grenzfläche.Ich stelle mir das Eindringen von Meerwasser wie eine Wippe vor:Der Ort, an dem Süß- und Salzwasser aufeinandertreffen, ist der Gleichgewichtspunkt zwischen Kräften vom Land und Kräften vom Meer.

Ein Stoß von der Landseite, wie z. B. starke Regenfälle oder hohe Flussströme, verschiebt den Gleichgewichtspunkt seewärts.Ein Druck von der Meeresseite – sei es ein Anstieg des Meeresspiegels, eine Sturmflut oder eine Flut – verschiebt den Gleichgewichtspunkt landwärts.Auch Dürren oder starker Süßwasserverbrauch können dazu führen, dass Meerwasser ins Landesinnere gelangt.Da der Klimawandel und das Bevölkerungswachstum die Süßwasserversorgung belasten, wird dies ein Ergebnis sein mehr Eindringen von Meerwasser.

Wenn der Ozean flussaufwärts wandert

Das derzeitige Eindringen von Meerwasser in den unteren Mississippi ist in erster Linie darauf zurückzuführen Dürre im Mittleren Westen, was das Volumen des Flusses verringert hat.Sowohl das Ausmaß der Verringerung des Flussdurchflusses als auch die Dauer, in der der Fluss niedrig ist, haben Einfluss darauf, wie weit das Salzwasser flussaufwärts wandert.Stand Okt.Am 2. Februar 2023 hatte sich der Salzwasser-„Keil“ im Mississippi bewegt fast 70 Meilen flussaufwärts von der Flussmündung.

Das ist nicht das erste Mal Das niedrige Wasser des Flusses hat es dem Meerwasser ermöglicht, ins Landesinnere zu gelangen.Da der Klimawandel jedoch den Meeresspiegel ansteigen lässt und zu schlimmeren Wetteranomalien führt, wird das Eindringen immer häufiger und flussaufwärts immer weiter voranschreiten.

Und das Problem betrifft nicht nur den Mississippi.In Delaware gibt es Meerwasser weiter die kleinen Gezeitenbäche hinauffahren Bei Stürmen und Hochwasser kommt es zur Überschwemmung von Ackerland und zum Verlust von Ernten.

In den Sundarbans in Indien und Bangladesch – einem der größten Küstenmangrovenwälder der Welt – dringt Meerwasser in die Mündung des Ganges ein.Die Hauptursachen dafür sind flussaufwärts gelegene Dämme und Wasserumleitungen vom Fluss zur Bewässerung und Schiffbarkeit sowie Eingriffe aufgrund des Anstiegs des Meeresspiegels.Eindringen von Meerwasser könnte bedrohen viele Arten von Pflanzen und Tieren dabei UNESCO-Weltkulturerbe, das unzählige seltene und gefährdete Arten beheimatet.

Eindringen in den Untergrund

Eine andere Schnittstelle zwischen Süßwasser und Salzwasser an der Küste ist weniger offensichtlich, weil es ist unter der Erde.Viele Küstengemeinden beziehen ihre Süßwasserversorgung aus Grundwasser – sauberem Wasser, das durch Porenräume zwischen Sandkörnern und Erde fließt.

Grundwasser hört nicht nur an der Küste auf:Unter dem Meeresboden ist das Grundwasser salzig und irgendwo zwischen Land und Ozean gibt es einen unterirdischen Treffpunkt.Typischerweise befindet es sich landeinwärts der Küste, da Salzwasser dichter als Süßwasser ist, daher eine größere Kraft hat und auf natürliche Weise nach innen drückt.Aber genau wie bei einem Fluss, Diese Schnittstelle bewegt sich wenn der Grundwasserspiegel an Land sinkt oder der Wasserspiegel vor der Küste ansteigt.

In Grundwasserbecken aus Zentral- und Südkalifornien, weit verbreitetes Pumpen hat dazu geführt, dass der Grundwasserspiegel in einigen Gebieten um Hunderte Meter gesunken ist.Dadurch kippt die Wippe und Grundwasser aus dem Meer gelangt weit ins Landesinnere.Zugängliches Grundwasser hat die Bewässerungslandwirtschaft in diesen Gebieten unterstützt, doch jetzt besteht die doppelte Gefahr einer verringerten Grundwasserverfügbarkeit und des Eindringens von Meerwasser bedroht Nutzpflanzen wie Erdbeeren und Salat.

Überall auf der Welt kommt es zum Eindringen von Meerwasser in das Grundwasser, doch die am stärksten gefährdeten Orte sind vielleicht die dortigen Gemeinden tiefliegende Inseln.Auf kleinen Inseln ist frisches Grundwasser oft die einzige Trinkwasser- und Bewässerungsquelle und liegt in einer dünnen Linse vor, die auf dem salzhaltigen Grundwasser schwimmt.

Die Linse kann als Reaktion auf Dürren, Pumpen und den Anstieg des Meeresspiegels schrumpfen.Es kann auch durch das Eindringen von Hochwasser bei Stürmen oder Flut salzig werden.

Auf den Marshallinseln beispielsweise wird eine Kombination aus Meeresspiegelanstieg und wellenbedingten Überschwemmungen zur Entstehung vieler Inseln vorhergesagt Ende des Jahrhunderts unbewohnbar.

Das Gleichgewicht verschieben

Da weiterhin Salzwasser in Süßwassersysteme eindringt, wird dies Konsequenzen haben.Trinkwasser, das sogar 2 % Meerwasser enthält, kann erhöhen den Blutdruck und belasten die Nieren.Wenn Salzwasser in die Versorgungsleitungen gelangt, kann das passieren Rohre korrodieren und produzieren giftige Nebenprodukte der Desinfektion in Wasseraufbereitungsanlagen.

Das Eindringen von Meerwasser verkürzt die Lebensdauer von Straßen, Brücken und anderer Infrastruktur.Es wurde als Mitwirkender verwickelt Einsturz der Eigentumswohnung im Champlain Towers South in Surfside, Florida, im Jahr 2021.Das Eindringen von Meerwasser verändert Ökosysteme und schafft Geisterwälder wenn Bäume sterben und Sümpfe ins Landesinnere wandern.

Intelligentes Management kann die Wippe zurück in Richtung Meer kippen.Die Einschränkung der Oberflächenwasserentnahme und des Grundwasserpumpens oder die Einleitung von aufbereitetem Abwasser in gefährdete Grundwasserleiter kann die Kraft erhöhen, die gegen eindringendes Salzwasser wirkt.

Konstruieren Deiche oder pflegen gesunde Dünensysteme Sie können auch dazu beitragen, Meerwasser in Schach zu halten, obwohl diese Ansätze nur vor Salzwasserüberschwemmungen und -infiltration an der Oberfläche und nicht unter der Erde schützen.Das Abpumpen von salzhaltigem Grundwasser oder die Installation unterirdischer Barrieren kann verhindern, dass tieferes Salzwasser ins Landesinnere gelangt.

Am besten ist es, proaktiv vorzugehen, denn wenn das Grundwasser erst einmal verunreinigt ist, ist es schwierig, das Salz zu entfernen.Wenn Salzwasser ins Landesinnere eindringt, können Gemeinden die Wasserqualität durch Baumaßnahmen regeln Entsalzungsanlagen und Umstellung auf salztolerante Pflanzen.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, der Natur ihren Lauf zu lassen.Die Verlagerung von Sumpfgebieten ins Landesinnere kann möglich sein Verluste an der Küste auszugleichen wenn der Meeresspiegel steigt.Dadurch bleiben wichtige Lebensräume erhalten, der Hochwasserschutz wird verbessert und Kohlenstoff wird in großem Umfang gespeichert weit mehr als die meisten terrestrischen Ökosysteme – Die Beschleunigung des Klimawandels zurückdrehen.