Grundwasser liefert Aufschluss über die Migration unserer Vorfahren und unseren eigenen Genpool

Mit einer neuen Studie, die auf einem zuvor finanzierten EU-Projekt aufbaut, wird der Einfluss untersucht, den Grundwasseraustritte auf das Überleben unserer Vorfahren im Osten Afrikas hatten. Es besteht die Vermutung, dass diese Quellen auch die Evolution angekurbelt haben könnten.

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Eine neue, in der Fachzeitschrift „Nature Communications“ veröffentlichte Studie legt nahe, dass Grundwasserquellen vor 2 bis 1,8 Millionen Jahren die ersten Migrationen des Menschen aus Ostafrika heraus ermöglicht haben könnten. Zu dieser Zeit verlief der afrikanische Monsun in Zyklen von 23 000 Jahren, in denen die Niederschlagsmenge schwankte und Phasen mit wenig Regen zu einem Trinkwassermangel führten. Das Forschungsteam verfolgte den Fluss afrikanischer Quellen in verschiedenen Zeiträumen zurück, wodurch sie die Routen nachbilden konnten, auf denen sie diese Populationen bewegt haben dürften. Mithilfe dieser Informationen könnten bis dato nicht nachvollziehbare Besonderheiten in den Verbreitungsmustern erklärt werden.

Neben den Auswirkungen der Klimafluktuationen hebt diese Forschung zudem hervor, welche Rolle die geologischen Gegebenheiten bei der Verfügbarkeit von Trinkwasser spielen. Der leitende Autor der Studie, Dr. Mark Cuthbert, erklärt in der wissenschaftlichen Arbeit: „Wir stellten fest, dass die Geologie ausschlaggebend dafür ist, wie viel Niederschlag im Boden während feuchter Perioden gespeichert wird. Die Modellierung der Quellen zeigte, dass viele von ihnen während langer trockener Phasen möglicherweise noch immer Wasser führten, da dieser Grundwasserspeicher wie ein Puffer gegen den Klimawandel wirkt.“

Faszinierenderweise vermuten die Forscher auch, dass die Quellen für reisende Populationen wahrscheinlich auch als gesellschaftliche Knotenpunkte dienten. Menschen trafen sich an diesen Quellen, sodass sie letztendlich die genetische Vielfalt förderten und so die menschliche Evolution antrieben.

Die Wechselwirkungen zwischen Grundwasser und Oberflächenwasser

Diese neusten Forschungsarbeiten, die das Leben unserer Urahnen beleuchten, stützen sich auf die Verfahren und Erkenntnisse des EU-geförderten Projekts EPHEMERAL, das im Jahr 2015 abgeschlossen wurde. In diesem Projekt wurde erforscht, wie Wechselwirkungen zwischen Grund- und Oberflächenwasser indirekt die Auffüllung der Reservoirs von Flüssen regulieren, die nur vorübergehend fließen und normalerweise einige Stunden oder Tage vorhanden sind.

Das EPHEMERAL-Team wurde ebenfalls von Dr. Cuthbert geleitet und wandte innovative rechnergestützte Modellierungsverfahren an, um die Informationen zu verarbeiten, die aus umfassenden Beobachtungen an entsprechenden Orten und der Analyse eines Reservoirs im australischen New South Wales stammen. Mit der Arbeit wurden die natürlichen Vorgänge untersucht, durch die Oberflächenwasser absickert und das Grundwasser auffrischt. Ein tieferes Verständnis von diesem Prozess ermöglichte gemeinsam mit der Modellierung, Zukunftsszenarien zur Reaktion auf Variablen wie Veränderungen der Landnutzung und des Klimas durchzuspielen. Wichtig ist, dass diese Arbeit so durchgeführt wurde, dass die Erkenntnisse auf andere Reservoirs übertragen werden können.

Das Grundwasser in Aquiferen wird durch Oberflächenwasser aus Flüssen und Bächen sowie durch Niederschlag aufgefrischt. Es fungiert als unterirdisches Wasserreservoir, das beispielsweise bei Dürren einen Mangel an Oberflächenwasser abmildern kann. Weltweit stammen etwa 20 % des Süßwassers aus dem Grundwasser, das Schätzungen zufolge etwa einem Drittel der Weltbevölkerung Trinkwasser liefert. Laut einem neuen im Nature veröffentlichten Bericht liefert das Grundwasser zudem weltweit gut 40 % des in der Landwirtschaft zur Bewässerung genutzten Wassers.

Es erscheint jedoch immer wahrscheinlicher, dass infolge der Wasserknappheit, die sich aufgrund von Faktoren wie dem Klimawandel, der Urbanisierung und dem Bevölkerungswachstum in immer mehr Erdteilen verschärft, die betroffenen Menschen zwangsläufig zunehmend von Grundwasser (und alternativen Quellen wie Abwasser) abhängig sein werden. Indem sie hervorhoben, welch hohe Bedeutung den geologischen Gegebenheiten bei der Deckung des menschlichen Wasserbedarfs zukommt, und mögliche Szenarien der Wechselwirkung zwischen Grund- und Oberflächenwasser modellierten, fanden die Forscher mehr darüber heraus, wie Wasserressourcen nachhaltiger genutzt werden können.

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