A – Wasser als Substanz in der Welt

A-1 Aggregatzustände von Wasser

Wasser ist der einzige Stoff, der in der Natur in nennenswerten Mengen in allen drei Aggregatzuständen vorkommt. In diesen drei Formen ist es Kindern aus ihrem Alltag auch gut bekannt.
Weniger bekannt ist Kindern, dass diese drei sehr verschiedenen Stoffformen (Eis, Wasser, Wasserdampf) zu derselben stofflichen Substanz gehören. Wasser ist für sämtliche Lebewesen lebenswichtig und ebenso von zentraler Bedeutung für alle Ökosysteme.

A-2 Wasser in Lebewesen und Lebensmitteln

Video A1: Erklärvideo zum Wassergehalt von Lebewesen und Lebensmitteln.

Wasser ist lebensnotwendig für alle Lebewesen und zudem auch Bestandteil aller Lebewesen. Dies ist am menschlichen Körper gut zu zeigen. Der menschliche Körper besteht zu 60-70% aus Wasser. Bei Lebensmitteln ist es ähnlich: Bei einer Tomate beträgt der Wasseranteil über 90 % (Abb. A2). In der folgenden Tabelle A1 sind einige alltäglichen Produkte und der Wassergehalt aufgeführt.

Tabelle A1: Wassergehalt von verschiedenen Lebensmitteln

Lebensmittel Wassergehalt in %
Gurke 96
Salat 95
Tomate 94
Milch 87
Apfel 86
Kartoffeln 77
Banane 75
Rindfleisch 73
Fisch 65 – 78
Käse 35 – 50
Brot 40
Nüsse 5 – 22
Trockenobst 10 – 15

A-3 Wasser auf der Erde

Die Erde hat ein sehr hohes Wasservorkommen. Sie ist an der Oberfläche zu zwei Dritteln mit Wasser bedeckt. Allerdings ist das meiste von diesem Wasser Salzwasser (93%), welches in den Weltmeeren vorkommt. Nur die restlichen 7% sind Süßwasservorkommen, die sich wiederum auf gefrorenes Wasser in Form von Eis und Schnee, Grundwasser im Boden (2%) und nur 3% Süßwasser in Flüssen und Seen aufteilen. Dies führt in vielen Gegenden der Welt schon heute zu Wasserknappheit (siehe Abb. A3 und A4).

      • In blau sind die Bereiche dargestellt, in denen, gemessen am Wasserbedarf der Bevölkerung inklusive Landwirtschaft und Viehwirtschaft, genügend Wasser zur Verfügung steht.
      • Rot sind dagegen die Regionen markiert, in denen Wasser auf natürliche Art und Weise knapp ist.
      • In Gelb sind die Gegenden dargestellt, in denen eine ökonomische Wasserknappheit herrscht. Das heißt das Wasser, das eigentlich dort auf natürliche Weise vorhanden und ausreichend für die Bedürfnisse der Menschen vor Ort wäre, es aber so schlecht verteilt ist, dass einzelne Bevölkerungsgruppen dennoch an Wassermangel leiden.

Video A2: Wasser und Klima – Der Wasserkreislauf in Zahlen.

Hinzu kommt, dass der globale Wasserverbrauch in den letzten Jahren kontinuierlich gestiegen ist. In der Abbildung A5 ist dies für die einzelnen Kontinente visualisiert: Der Gesamtverbrauch der Weltbevölkerung in der obersten Kurve, Asien mit starkem Anstieg, Europa ist hier orange eingefärbt. Daraus kann gefolgert werden, dass immer mehr Wasser “verbraucht” wird, wobei der Begriff des „Verbrauchens“ noch zu klären ist (s.u.).

Abb. A5: Globaler Wasserverbrauch von 1900-2025 für die Welt und deren Kontinente in Billion m³ pro Jahr.

A-4 Wasser: „Verbrauch“

Video A3: Erklärvideo: „Verbrauch“ – aus Sicht der Physik kritisch betrachtet.

In der Alltagssprache wird der Begriff „Verbrauch“ oft verwendet, auch in Zusammenhängen mit naturwissenschaftlichen Kontexten. Hier muss allerdings meist genauer hingeschaut werden, ob es sich tatsächlich um einen “Verbrauch” handelt. Ähnlich liegt der Fall bei Begriffen wie “Stromverbrauch” oder “Energieverbrauch”. In allen drei Fällen wird allerdings streng genommen, nichts “verbraucht” in dem Sinne, dass es danach nicht mehr vorhanden ist. Wasser wird beim “Gebrauch” im Alltag eher verschmutzt und dadurch in seiner Qualität entwertet. Ähnlich verhält es sich mit Energie, die nach einem physikalischen Grundsatz (Energieerhaltung) nicht verbraucht werden kann, sondern nur in eine andere Form umgewandelt wird. Auch hier kann es zu einer “Entwertung” kommen. Beim Strom werden die elektrischen Ladungen, die den Strom konstituieren ebenfalls weder erzeugt noch verbraucht. Die elektrische Energie der Ladungen (korrekt: Ladungsträger) wird allerdings in Geräten in eine andere Form umgewandelt.

“Verbraucht” wird im gleichen Sinne auch kein Wasser, denn die Moleküle des Wassers sind weiterhin vorhanden, auch wenn das Wasser getrunken oder zum Spülen verwendet wird. Das Wasser ist nur unter Umständen danach nicht mehr in seiner ursprünglichen Ausgangsform (z.B. sauberes Trinkwasser) vorhanden.

A-5 Wasser und seine Bedeutung für das Klima

      • Globaler Wasserkreislauf
      • Wichtigster Faktor für das Wetter
      • Stabilisator für das Klima in Bezug auf die Temperatur
      • Stabilisator für das Klima in Bezug auf die Bindung von CO2
        hoch klimarelevantes Gas in der Atmosphäre (Wasserdampf)

Wasser ist ein wichtiger Klimagarant und ein substanzieller Player im Klimawandel. Das liegt an verschiedenen Aspekten und Eigenschaften von Wasser. Ein Beispiel für große global-systemische Zusammenhänge von Wasser ist der aus dem Biologieunterricht bekannte Wasserkreislauf. Wasser ist ebenso ein wichtiger Faktor in Bezug auf das Wetter und auch in Bezug auf den Temperaturhaushalt der Erde. Auch in Bezug auf den Kohlenstoffkreislauf und CO2-Gehalt spielt Wasser eine entscheidende Rolle, da es sehr viel CO2 binden kann – vor allem in den Ozeanen. Diese Speicherkapazität ist wiederum abhängig von der Temperatur – und somit kommt Wasser eine vielfache und komplexe Bedeutung in Bezug auf das Klima und den Klimawandel zu. Wasserdampf ist außerdem zu einem gewissen Prozentsatz in der Atmosphäre vorhanden und dieser stellt ein noch treibhausrelevanteres Gas dar als CO2 oder Methan. Diese vielen Aspekte spielen also eine wichtige Rolle in Bezug auf die gesamte Wetterlage und das Klima.