Ben Abbott und David Hannah glauben, dass Diagramme des Wasserkreislaufs – Darstellungen, die zeigen, wie das Wasser auf der Erde zirkuliert – hoffnungslos veraltet sind, weil sie den störenden Einfluss des Menschen nicht zeigen. „Es ist, als wären sie im 17. Jahrhundert steckengeblieben, als der menschliche Wasserfußabdruck noch vernachlässigbar war“, sagt Abbott, ein Ökosystemforscher an der Brigham Young University. „Das ist so, als ob in einem Diagramm des menschlichen Körpers das Kreislaufsystem fehlen würde – das ist nicht nur eine Vereinfachung, sondern eine Auslassung, die es unmöglich macht zu verstehen, wie das System funktioniert.“
Als Wissenschaftler war dies frustrierend – Hannah studiert Hydrologie und Klima an der Universität von Birmingham – aber als Eltern war es auch persönlich. „Letztes Jahr kam meine Tochter in der vierten Klasse eines Tages nach Hause und sang ein Lied über den Wasserkreislauf“, erinnert sich Abbott. „Ihre Lehrerin hatte im Unterricht ein YouTube-Video gezeigt, in dem grundlegende Begriffe erklärt wurden. Es ist das meistgesehene Video über den Wasserkreislauf, mit über 11 Millionen Aufrufen, und es zeigt alles, was an der derzeitigen Darstellung des Wasserkreislaufs falsch ist.“
Das Video betont die vertikalen Aspekte des Wasserkreislaufs, während es die zeitliche Variabilität – Veränderungen der Menge im Laufe der Zeit – sowie die Interaktionen zwischen Ozean- und Landoberflächen und dem Wasserkreislauf über große Entfernungen ausklammert, und „am ungeheuerlichsten ist, dass es keine menschliche Interaktion mit Wasser zeigt“, sagte Abbott und fügte hinzu: „
Als Hannahs älteste Tochter vor einigen Jahren in der dritten Klasse war, fertigte sie eine farbenfrohe Zeichnung des Wasserkreislaufs an, auf der kein Land zu sehen war – nur der Ozean. „Sie war so begeistert von ihrem Kunstwerk, dass sie sagte, sie hätte den Tag damit verbracht, das zu tun, was ich bei der Arbeit mache“, so Hannah. „Ich habe es nicht übers Herz gebracht, ihr zu sagen, dass ich mich hauptsächlich mit den hydrologischen Prozessen auf dem Land beschäftige, die in ihrer tollen Illustration fehlten.“
Der globale Wasserkreislauf stellt dar, wie sich das Wasser über, auf und unter der Erdoberfläche bewegt, und zwar in Bereichen wie dem Land, der Atmosphäre, den Flüssen und den Ozeanen. Zu den Prozessen des Kreislaufs gehören Verdunstung, Kondensation, Niederschlag, Infiltration, Oberflächenabfluss oder unterirdischer Fluss, und sie nehmen verschiedene Formen an – Regen, Eis und Wasserdampf.
„Die globale Wassermasse ist im Laufe der Zeit ziemlich konstant, aber die Aufteilung des Wassers in… Schnee, Eis, Grundwasser, Boden und Atmosphäre ist räumlich und zeitlich variabel, abhängig von einer Vielzahl von Klima- und Flusseinzugsgebietskontrollen und -prozessen“, sagte Hannah.
Ein genaues Diagramm – das in Bildung, Forschung und anderswo weit verbreitet ist – ist wichtig, da der Klimawandel weiterhin zu wichtigen Verschiebungen im Wasserkreislauf führt. Wenn sich die Welt erwärmt, verdunstet mehr Wasser vom Land und aus dem Meer, und eine wärmere Atmosphäre kann mehr davon aufnehmen. Dies führt an manchen Orten zu stärkeren Niederschlägen und an anderen zu anhaltender Trockenheit.
Die Wissenschaftler untersuchten in Zusammenarbeit mit Forschern der Michigan State University und aus Frankreich, Schweden, Kanada und der Schweiz, inwieweit die derzeitigen Diagramme des Wasserkreislaufs veraltet sind, und erstellten eine neue Version, die den Einfluss des Menschen berücksichtigt.
Das von ihnen vorgeschlagene aktuelle Diagramm des Wasserkreislaufs enthält Elemente, die die Folgen des menschlichen Einflusses zeigen, darunter den Anstieg des Meeresspiegels, das Abschmelzen der Eisschilde, Überschwemmungen, Dürren und andere Wetterextreme, die Ausdehnung der „toten Zonen“ im Meer und die Verschmutzung durch Landwirtschaft und Industrie. Ihre Studie erscheint in der Zeitschrift Nature Geoscience.
„Der Wasserkreislauf ist eine Ikone der Hydrologie und des ökologischen Systemdenkens“, so Hannah. „Unsere Fähigkeit, ausreichend Wasser für die Gesellschaft und die Umwelt zu gewährleisten, hängt von einer genauen Darstellung des Wasserkreislaufs ab… Fehler in den Diagrammen haben das Potenzial, sie als Lehrmittel zu untergraben, und könnten zu einem falschen Managementdenken führen…“
Die Forscher sammelten zunächst alle verfügbaren Studien über den globalen Wasserkreislauf, um eine Vorstellung davon zu bekommen, wie viel Wasser es auf der Erde gibt und wie es sich bewegt. „Wir haben diese Informationen aus mehr als 80 Studien zusammengetragen und mit Diagrammen verglichen, die wir aus Lehrbüchern, wissenschaftlichen Artikeln und Online-Quellen zusammengetragen haben“, erklärt Abbott. „Wir sind jedes Bild im Detail durchgegangen und haben mehr als 50 verschiedene Merkmale notiert, wie die Größe des Ozeans im Vergleich zum Land, die Anwesenheit oder Abwesenheit von Menschen und welche Arten von Becken und Flüssen gezeigt wurden.“
Die große Mehrheit der untersuchten Diagramme – 85 Prozent – zeigte keinerlei menschliche Beteiligung, während nur 2 Prozent der Bilder den Klimawandel oder die Wasserverschmutzung erwähnten, so die Studie.
Diagramme werden häufig verwendet, um der Öffentlichkeit wichtige Informationen in einem leicht verständlichen visuellen Format zu vermitteln, wie z. B. bei den Ernährungsrichtlinien für Lebensmittel. Im Gegensatz zu den Lebensmittelbildern, die im Laufe der Zeit im Zuge der Weiterentwicklung des Ernährungswissens mehrfach überarbeitet wurden, sind die Diagramme zum Wasserkreislauf unverändert geblieben. Die meisten Zeichnungen des Stickstoff- und Kohlenstoffkreislaufs beispielsweise enthalten im Gegensatz zum Wasserkreislauf bereits die menschliche Dimension, so Abbott. „Wir wissen, dass die Korrektur von Diagrammen des Wasserkreislaufs die globale Wasserkrise nicht lösen wird“, sagte er. „Aber diese Diagramme geben einen Einblick in das Verständnis des Wasserkreislaufs durch verschiedene Forschungs-, Bildungs- und Managementgruppen.
Der Wasserkreislauf lehrt wichtige wissenschaftliche Konzepte, „einschließlich der Tatsache, dass Materie weder geschaffen noch zerstört werden kann, wie alles in ökologischen Systemen zusammenhängt und wie menschliche Aktivitäten die lebenserhaltenden Systeme der Erde beeinflussen können“, so Abbott. „Jeder Teil der Gesellschaft hängt vom Wasser ab, daher ist das Verständnis, woher es kommt und was bestimmt, ob es zur Nutzung zur Verfügung steht, entscheidend für die Sicherstellung der Wasserversorgung der Gesellschaft und der Ökosysteme.
„Da viele von uns das volle Ausmaß des Klimawandels und der Wasserverschmutzung nicht persönlich sehen, sind diese Diagramme ein wichtiger Weg, um unser Bewusstsein für das Ausmaß der menschlichen Veränderung des Erdsystems zu erweitern“, fügte er hinzu. „Dies ist nicht nur ein akademisches Problem, sondern eine planetarische Priorität, um den Menschen zu helfen, zu verstehen, wie Wasser funktioniert, damit wir nachhaltiges Wasser für Ökosysteme und die Gesellschaft sicherstellen können.“
Das Ziel der Wissenschaftler ist es, ihre Diagramme online zugänglich zu machen – in animierten und interaktiven Formaten, sogar als Videospiele – und Pädagogen und andere zu ermutigen, sie zu nutzen. „Einige wenige, attraktive und präzise Diagramme könnten in kurzer Zeit ein großes Publikum erreichen“, so Abbott. „
Angesichts des Klimawandels, der zu mehr Dürren und Überschwemmungen führt, „ist die Einbeziehung des Menschen in unsere Wasserkreislaufdiagramme nicht nur ein Bildungsproblem, sondern auch ein Problem der Wasserbewirtschaftung und der Nachhaltigkeit“, so Abbott. „Wir brauchen gute Informationen für Wassermanager und -nutzer auf der ganzen Welt, damit wir die bestmögliche Politik umsetzen können…“
Hannah stimmte dem zu und wies darauf hin, dass die meisten aktuellen Wasserkreislaufdiagramme erstmals in den 1930er Jahren erschienen und seitdem nicht verändert wurden. „Vor fast einem Jahrhundert waren die menschlichen Einflüsse weniger umfangreich und weniger bekannt“, sagte er. „Aber wir haben jetzt keine Ausreden mehr, um die Menschen und ihre verschiedenen Interaktionen mit dem Wasser in einer sich verändernden Welt nicht zu berücksichtigen.“
Marlene Cimons schreibt für Nexus Media, eine syndizierte Nachrichtenagentur, die über Klima, Energie, Politik, Kunst und Kultur berichtet.