Die rekordverdächtige Dürre in Kalifornien ist so schlimm, dass Überwachungsstationen, die zur Untersuchung von Erdbeben eingesetzt wurden, das Austrocknen des Bodens erkennen können. Messungen dieser subtilen Bewegungen, die mit GPS-Instrumenten durchgeführt wurden, lassen vermuten, dass im Westen der Vereinigten Staaten 62 Billionen Gallonen Wasser fehlen, was ausreicht, um die gesamte Region in einer Tiefe von sechs Zoll zu bedecken.
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Dürre hat verschiedene Teile der westlichen Vereinigten Staaten seit Jahren geplagt. Die Trockenzeiten in Kalifornien begannen Anfang 2013 und haben sich weiter verschlechtert. Dem US-Dürre-Monitor zufolge leiden derzeit fast 100 Prozent des Staates unter Dürrezuständen, und mehr als die Hälfte des Staates fällt unter die schwerwiegendste Kategorie der „außergewöhnlichen Dürre“. Es bestehen Wasserrestriktionen. Landwirte wurden schwer getroffen. Und manche Menschen stellen sogar die Teilnahme an der viralen „Eiskübel-Herausforderung“ in Frage, die das Bewusstsein und die Finanzierung für Amyotrophe Lateralsklerose (ALS) schärft.
Während es nicht schwierig ist, ausgedörrte Rasenflächen und trocknende Seen zu erkennen, und Wissenschaftler Änderungen der Niederschlagsmenge und des Stromflusses direkt messen können, war es nicht einfach, ein Maß für den Wasserverlust in der austrocknenden Landschaft zu erhalten. Die neue Studie, die heute in der Fachzeitschrift Science erscheint, bietet die Möglichkeit, genau das zu tun, indem GPS-Monitore genutzt werden, die landesweit aufgestellt sind.
Das Plate Boundary Observatory besteht aus mehr als 1.000 permanenten GPS-Stationen, wobei sich der Großteil auf die seismisch aktive Westküste konzentriert. Die Stationen messen Bewegungen des Bodens in Millimetergröße, und Wissenschaftler verwenden diese Daten, um zu untersuchen, was an der Grenze zwischen der pazifischen und der nordamerikanischen tektonischen Platte passiert. Adrian Borsa, Geophysiker an der Scripps Institution of Oceanography in La Jolla, Kalifornien, bemerkte einen merkwürdigen Trend in den Daten: Die meisten Stationen sind in den letzten Jahren, als die Region austrocknete, allmählich angestiegen.
Bis Ende Juli war der Wasserstand im Shasta Lake um 135 Fuß gefallen. (John G. Mabanglo / epa / Corbis) 
Darüber hinaus haben Überwachungsstationen, die Erdbeben untersuchen, ihre Position als Reaktion auf die Dürre in Kalifornien auf subtile Weise geändert. Im Grunde kann Kaliforniens Dürre auf einen Mangel an Niederschlägen zurückgeführt werden. (Adrian Borsa / Wissenschaft ) 
Wassereinschränkungen in Kalifornien haben einige davon abgehalten, Rasenflächen zu gießen. (Mit freundlicher Genehmigung von Flickr-Nutzer Kevin Cortopassi) 
Kalifornien leidet seit dem Jahr 2000 unter Dürre, doch die gegenwärtigen Bedingungen sind extremer. (xkcd CC BY-NC 2.5) Die Erdoberfläche bewegt sich abhängig von der Wassermenge im Boden auf und ab, ähnlich wie sich ein Gummiblock nach unten bewegt, wenn Sie darauf drücken, und prallt zurück, wenn Sie den Druck entlasten. "Es ist die natürliche elastische Reaktion der meisten Materialien", sagt Borsa. Die Erde steigt leicht an, wenn das Grundwasser abfließt und der Druck abnimmt. Aber bei Fels ist der Effekt im Allgemeinen zu gering, um ihn zu sehen, es sei denn, Sie schauen mit hochempfindlicher Ausrüstung über große Entfernungen.
Deshalb haben Borsa und seine Kollegen die Erdoberflächenbewegungen von 772 Stationen zwischen 2003 und März 2014 aufgezeichnet. Sie haben sichergestellt, dass die Daten von Monitoren in der Nähe von Standorten, die sich aus geologischen Gründen geändert haben, sowie in der Nähe von Grundwasserleitern und im kalifornischen Central Valley, wo sie unterirdisch waren, ignoriert wurden Wasser wird abgepumpt. Auf lokalen Skalen führt die Entwässerung eines Grundwasserleiters dazu, dass der Boden eher abfällt als angehoben wird, da die Oberfläche zusammenfällt, um den verbleibenden Raum auszufüllen.
Das Team sah von Jahr zu Jahr kleine Bewegungen, aber bis März 2013 hatten die meisten Stationen in Südkalifornien begonnen, stetig zu steigen. Bis März dieses Jahres erlebten fast alle Überwachungseinheiten in Kalifornien, Oregon, Washington, Nevada, Idaho, Utah und Nevada einen Anstieg. Karten der Stationsbewegungen stimmen genau mit Karten der Abweichung vom normalen Niederschlag überein.
Die Bewegungen in Kalifornien waren winzig - im Durchschnitt nur 0, 15 Zoll, in den Bergen bis zu einem halben Zoll. Aber sie reflektieren eine enorme Menge an Wasser, das aus Stauseen, Schneedecken und Grundwasser verloren geht.
"Das vorhandene GPS-Netzwerk im Westen der USA - und damit auch von jedem anderen Ort aus - kann jetzt verwendet werden, um ein Echtzeitbild des gesamten für die natürliche und gebaute Umwelt verfügbaren Wassers zu erstellen", sagt Borsa.
Anfang dieses Jahres schlug eine Studie vor, dass das Abpumpen von Wasser aus dem großen Grundwasserleiter unterhalb des Zentrums von Kalifornien die San-Andreas-Verwerfung beeinträchtigen könnte. Wenn es eine gute Nachricht aus der neuesten Studie gibt, dann von Borsas Kollegen Duncan Agnew, der eine Analyse der Belastung des San Andreas durch die Austrocknung Kaliforniens durchgeführt hat. Agnew, so Borsa, habe nur einen vernachlässigbaren Einfluss auf die Seismizität festgestellt.
