Viele Großstädte der Erde sinken langsam ab, weil unter ihnen mehr Grundwasser entnommen wird, als sich auf natürliche Weise neu bilden kann. Besonders problematisch ist dies in Küstenregionen: Dort überlagert sich die Absenkung des Bodens mit Veränderungen des Meeresspiegels. Eine neue Untersuchung aus Japan zeigt jedoch, dass dieser Prozess zumindest teilweise umkehrbar sein kann. Steigt der Grundwasserspiegel wieder an, kann sich auch die Erdoberfläche anheben.
Das Problem der sogenannten Landabsenkung oder Subsidenz betrifft zahlreiche Metropolen. In Teilen der indonesischen Hauptstadt Jakarta sinkt der Boden um mehr als zehn Zentimeter pro Jahr. Auch die chinesische Millionenstadt Tianjin gilt als besonders stark betroffen. Ähnliche Entwicklungen werden aus zahlreichen anderen Regionen der Welt berichtet.
Eine wichtige Ursache ist die intensive Nutzung unterirdischer Grundwasserleiter. Wird einem Aquifer über längere Zeit viel Wasser entzogen, sinkt der Wasserdruck in den Poren des Untergrundes. Die darüberliegenden Sedimente können sich verdichten und die Erdoberfläche senkt sich. Vereinfacht lässt sich ein Grundwasserleiter mit einem wassergefüllten Polster vergleichen: Wird Wasser entnommen, verliert das System Volumen und die darüberliegende Oberfläche kann absinken.
Besonders interessant ist deshalb die Frage, was geschieht, wenn die Grundwasserentnahme deutlich reduziert wird und sich die unterirdischen Wasservorräte wieder erholen. Wissenschaftler untersuchten dies am Beispiel der japanischen Metropolregion Osaka.
Dort war zwischen den 1920er und 1960er Jahren massiv Grundwasser gefördert worden. Der Grundwasserspiegel sank stellenweise um bis zu 30 Meter. Gleichzeitig senkte sich die Erdoberfläche in einigen Gebieten um mehr als zwei Meter. Anfang der 1960er Jahre reagierte die japanische Regierung mit strengen Vorschriften zur Grundwasserentnahme. Seitdem haben sich die Grundwasservorräte allmählich erholt.
Für die neue Untersuchung werteten die Forscher Daten von 44 Grundwassermessstellen aus, die teilweise bis in eine Tiefe von 500 Metern reichen. Die Messreihen reichen bis 1985 zurück. Zusätzlich wurden Satellitendaten mit der InSAR-Methode verwendet. Mit dieser Radartechnik lassen sich selbst Veränderungen der Erdoberfläche im Millimeterbereich erfassen.
Die Ergebnisse zeigen, dass sich große Teile der Region Osaka inzwischen wieder anheben. Im Durchschnitt beträgt die Hebung rund vier Millimeter pro Jahr. In einigen Gebieten wurden sogar Werte von bis zu zwölf Millimetern pro Jahr festgestellt. Gleichzeitig steigt der Grundwasserspiegel stellenweise um bis zu einen Meter jährlich. Besonders deutlich ist der Zusammenhang dort, wo sich das Grundwasser am schnellsten erholt: Dort hebt sich in der Regel auch der Boden besonders stark.
Allerdings erfolgt diese Hebung keineswegs gleichmäßig. Die Wissenschaftler fanden teilweise erhebliche Unterschiede über sehr kurze Entfernungen. Ein Stadtviertel kann sich deutlich schneller heben als ein nur wenige hundert oder sogar weniger als hundert Meter entferntes Gebiet.
Bei der Suche nach der Ursache machten die Forscher eine überraschende Entdeckung. Die Grenzen zwischen den unterschiedlich stark ansteigenden Gebieten stimmen auffallend gut mit bekannten geologischen Störungszonen überein.
Solche tektonischen Störungen werden normalerweise vor allem im Zusammenhang mit Erdbeben betrachtet. Im Untergrund von Osaka beeinflussen sie jedoch offenbar zusätzlich die Bewegung des Grundwassers. Die Störungen können den seitlichen Wasserstrom innerhalb eines Aquifers behindern und damit wie unterirdische Dämme wirken.
Besonders deutlich zeigt sich dies an der Uemachi-Störung. Auf einer Seite dieser geologischen Struktur steigt der Grundwasserspiegel etwa dreimal schneller als auf der anderen. Das Wasser kann die Störungszone offenbar nur eingeschränkt passieren und staut sich auf einer Seite. Dadurch steigt dort der Grundwasserspiegel schneller an – und gleichzeitig hebt sich auch die Erdoberfläche stärker.
Die Ergebnisse haben Bedeutung weit über Osaka hinaus. Sie zeigen, dass die durch Grundwasserentnahme verursachte Absenkung von Städten nicht zwangsläufig unbegrenzt weitergehen muss. Eine Verringerung der Wasserförderung und die anschließende Erholung der Grundwasserleiter können die Absenkung verlangsamen oder stoppen. Unter geeigneten geologischen Bedingungen kann sich der Boden sogar wieder anheben.
Allerdings bedeutet dies nicht, dass jede durch Grundwasserentnahme verursachte Bodensenkung vollständig rückgängig gemacht werden kann. Werden Sedimentschichten durch starke Grundwasserabsenkung dauerhaft verdichtet, können irreversible Veränderungen zurückbleiben. Das Beispiel Osaka zeigt jedoch, dass zumindest ein Teil der Bodenbewegung reversibel sein kann.
Für dicht besiedelte Küstenregionen könnte ein nachhaltigeres Grundwassermanagement deshalb eine wichtige Anpassungsmaßnahme darstellen. Entscheidend ist dabei nicht nur die Menge des geförderten Wassers. Auch die lokale Geologie und insbesondere Störungszonen müssen berücksichtigt werden, weil sie bestimmen können, wie sich das Grundwasser im Untergrund verteilt und wie schnell einzelne Stadtgebiete auf eine Erholung der Aquifere reagieren.
Die Studie macht damit deutlich, dass die Entwicklung des Bodenniveaus einer Stadt nicht allein von Vorgängen an der Erdoberfläche abhängt. Die Nutzung der unterirdischen Wasservorräte und die geologische Struktur des Untergrundes können erheblichen Einfluss darauf haben, ob eine Metropole sinkt, stabil bleibt oder sich wieder hebt.
Weiterlesen: https://phys.org/news/2026-09-cities-world-groundwater-depletion-reversed.html
Paper: https://www.nature.com/articles/s43247-026-03915-z
The Conversation: https://theconversation.com/cities-across-the-world-are-sinking-because-of-groundwater-depletion-but-the-process-can-be-reversed-292669