Der Atem des Atlantik

I. Das Wasser, bevor es fällt

Bevor Wasser auf La Palma als Regen fällt, ist es unsichtbar.

Es liegt als Wasserdampf in der Luft über dem Atlantik – verteilt in einer feuchten Strömung, die von den Passatwinden nach Süden und Westen geführt wird. Kein Bach kündigt es an, keine Quelle, kein glänzender Tropfen auf einem Lorbeerblatt. Noch lässt sich das Wasser mit den Augen nicht von der Luft unterscheiden: H₂O-Moleküle, frei zwischen den übrigen Gasen der Atmosphäre.

Seine Reise beginnt auf dem Ozean. Sonnenenergie erwärmt die Meeresoberfläche und treibt die Evaporation, die Verdunstung von Wasser in die Atmosphäre, an. Beim Übergang vom flüssigen in den gasförmigen Zustand nimmt das Wasser Energie als latente Wärme auf. Mit dem Wasserdampf wird also auch Energie transportiert.

Über dem subtropischen Nordatlantik ist dieser Transport Teil einer großräumigen atmosphärischen Zirkulation. Die Nordostpassate führen feuchte Meeresluft in Richtung der Kanarischen Inseln. Über dem offenen Wasser ist davon wenig zu sehen. Erst dort, wo die Luft auf La Palma trifft, wird ihr Weg sichtbar.

Dann steht der Berg im Weg.

La Palma steigt aus dem mehrere tausend Meter tiefen Ozeanboden steil bis auf über 2.400 Meter Höhe. Die Insel wird zum orografischen Hindernis: Die heranströmende Luft kann dem Relief nicht ausweichen und wird an den Hängen zum Aufsteigen gezwungen.

Orografische Hebung heißt dieser Vorgang. Mit zunehmender Höhe fällt der Luftdruck. Die aufsteigende Luft dehnt sich aus und kühlt sich dabei ab – bei ungesättigter Luft trockenadiabatisch um etwa 0,98 Grad Celsius pro hundert Höhenmeter.

Irgendwann erreicht sie ihren Taupunkt. Die Luft ist nun mit Wasserdampf gesättigt; die relative Luftfeuchtigkeit liegt bei annähernd 100 Prozent. Jetzt beginnt die Kondensation. Aus Wasserdampf werden winzige flüssige Tröpfchen.

Dafür braucht es Oberflächen, an denen sich die Moleküle sammeln können: Meersalz, Mineralstaub, organische Partikel. Diese Schwebstoffe wirken als Kondensationskeime. An ihnen wachsen die ersten Wassertröpfchen.

Die Luft wird sichtbar.

Über den nordöstlichen Steilhängen La Palmas bildet sich eine tiefe, dichte Wolkenschicht. Nach oben wird ihr Wachstum häufig durch die Passatinversion begrenzt – eine stabile Luftschichtung, bei der die Temperatur mit der Höhe zunimmt und der vertikale Austausch erschwert wird.

Von weitem sieht diese Wolke aus wie eine ruhige, weiße Fläche.

Im Wald ist sie plötzlich Wasser.

II. Die Wolke, die am Berg hängen bleibt

Eine Wolke hat keine feste Grenze. Sie ist ein bewegtes Gleichgewicht aus Kondensation, Verdunstung und Strömung. Tröpfchen entstehen, wachsen durch Koaleszenz, verdunsten wieder und werden mit der Luft weitergetragen.

Was vom Tal aus wie ein ruhiger Körper erscheint, ist in Wirklichkeit ein permanenter Austausch zwischen Wasser und Atmosphäre.

Auf La Palma trifft diese feuchte Luft auf den Wald.

In den Kronen der Laurisilva geraten die winzigen Wolkentröpfchen mit Blättern, Zweigen, Flechten und Moosen in Kontakt. Die Tröpfchen können der Luftströmung nicht immer vollständig folgen. Durch Trägheitsimpaktion treffen sie auf die Vegetation. Dort haften sie an den Oberflächen – gehalten durch Adhäsion und Oberflächenspannung.

Ein Tropfen wird größer. Dann ein zweiter. Sie vereinigen sich, wachsen weiter und beginnen schließlich, unter ihrem eigenen Gewicht abzulaufen.

Das Wasser kommt damit direkt aus der Wolke in den Wald.

Dieser Vorgang wird als Wolkenwasserinterzeption oder Nebelinterzeption bezeichnet. Das anschließende Abtropfen des gesammelten Wassers wird häufig als fog drip bezeichnet.

Für einen Bergwald kann dieser Eintrag erheblich sein. Herkömmliche Niederschlagsmesser erfassen ihn nur unvollständig. Sie messen vor allem Wasser, das von oben fällt. Das Wasser der Wolke kommt dagegen seitlich – aus der Strömung, direkt auf die Vegetation.

Doch die Wolke liefert nicht nur Wasser. Sie verändert das Klima unmittelbar über dem Waldboden.

Sie schwächt die Sonneneinstrahlung, senkt die Temperatur und hält die Luft feucht. Dadurch sinkt das Wasserdampfdruckdefizit, kurz VPD: der Unterschied zwischen dem vorhandenen Wasserdampf und der Menge, die die Luft bei derselben Temperatur maximal aufnehmen könnte.

Je kleiner dieses Defizit, desto geringer die Austrocknungskraft der Atmosphäre.

Für die Pflanzen bedeutet das weniger Wasserverlust. Über ihre Stomata, die mikroskopisch kleinen Spaltöffnungen der Blätter, regulieren sie den Austausch mit der Atmosphäre. Bei sehr feuchter Luft und geringem VPD kann die Transpiration deutlich zurückgehen.

Die Wolke bringt dem Wald also Wasser – und verändert gleichzeitig die Bedingungen, unter denen dieses Wasser wieder verloren geht.

III. Der Wald, der den Himmel berührt

Wer durch die feuchten Wälder im Norden La Palmas geht, merkt schnell, wie eng Vegetation und Atmosphäre hier miteinander verbunden sind.

Nebel zieht zwischen den Stämmen hindurch. Moose halten Wasser in ihren feinen Strukturen. Flechten überziehen die Rinde der Lorbeerbäume. Tropfen sammeln sich auf Blättern und Zweigen und laufen an den Stämmen hinunter.

Die Baumkronen bilden eine dreidimensionale Oberfläche. Für die Wolke ist dieser Wald ein dichtes Netz aus Hindernissen, an denen sich Wasser abfangen kann.

Ein Teil des Wassers bleibt zunächst im Kronenraum. Moose, Flechten und andere Epiphyten speichern es auf ihren Oberflächen. Ein anderer Teil verdunstet wieder. Der Rest erreicht verzögert den Boden – als Kronendurchlass oder Stammabfluss.

So wird aus einem kurzen atmosphärischen Ereignis ein länger anhaltender Wassereintrag.

Auch am Boden setzt sich diese Verzögerung fort.

Eine geschlossene Pflanzendecke schützt die Oberfläche vor der Wucht der Regentropfen. Laub und organische Substanz bedecken den Boden. Wurzeln durchziehen die oberen Horizonte und schaffen zusammen mit natürlichen Rissen und Poren ein fein verzweigtes Leitungssystem.

Das Wasser infiltriert.

Es dringt von der Oberfläche in den Boden ein und bewegt sich anschließend durch Poren und Klüfte weiter nach unten – ein Prozess, der als Perkolation bezeichnet wird. Je nach Aufbau des Bodens kann ein Teil des Wassers dabei erstaunlich schnell in tiefere Schichten gelangen.

Von hier an verschwindet es aus dem Blickfeld.

La Palma ist aus einer Vielzahl vulkanischer Ablagerungen aufgebaut: basaltischen Lavaströmen, porösen Schlacken und Lapilli, Tuffen und anderen pyroklastischen Materialien. Dazwischen liegen Klüfte und vulkanische Gänge.

Jede dieser Strukturen kann Wasser anders behandeln.

Die hydraulische Leitfähigkeit eines Gesteins beschreibt, wie leicht Wasser hindurchströmen kann. In stark porösen oder zerklüfteten Bereichen kann Wasser schnell versickern. Kompakter oder hydrothermal veränderter Untergrund kann den Fluss dagegen stark bremsen.

Das Wasser folgt deshalb keinem geraden Weg.

Es sucht die offenen Poren und Klüfte, trifft auf weniger durchlässige Schichten, weicht seitlich aus und sammelt sich vorübergehend.

Die Oberfläche hat das Wasser aufgenommen.

Nun beginnt seine Reise im Inneren des Vulkans.

IV. Die verborgene Reise

An der Oberfläche vergeht Wasser schnell.

Ein Regenschauer fällt. Bäche schwellen an. Feuchte Felsen trocknen wieder ab. Unter der Erde kann derselbe Wassereintrag dagegen über lange Zeiträume wirksam bleiben.

Ein Teil des Wassers bewegt sich in oberflächennahen, stark zerklüfteten Bereichen. Ein anderer dringt tiefer in den Inselkörper ein. Wie lange das Wasser unterwegs ist, hängt von seinem Fließweg, der Gesteinsstruktur und den hydraulischen Bedingungen ab.

Diese Verweilzeit kann kurz sein – oder sehr lang.

La Palmas Grundwasser ist kein unterirdischer See. Es bewegt sich durch komplexe vulkanische Aquifersysteme, also Gesteinskörper, die Wasser speichern und weiterleiten können.

Eine besondere Rolle spielen die Dykes: vertikale vulkanische Gänge, die jüngere und ältere Lavaschichten durchschneiden. Sie können den Grundwasserfluss behindern, wenn ihr Gestein wenig durchlässig ist. Sind sie stark zerklüftet, können sie umgekehrt selbst bevorzugte Fließwege bilden.

Die Geologie schreibt dem Wasser damit keinen einzigen Weg vor. Sie gibt ihm ein Netz aus Möglichkeiten.

Eine alte Lavaschicht kann den Weg des Sickerwassers noch heute beeinflussen. Eine offene Kluft wird zur Leitung. Eine wenig durchlässige Tuffschicht lenkt den Wasserstrom seitlich ab.

Die eruptive Geschichte der Insel ist damit zugleich ihre Hydrogeologie.

Unter Tage verändert sich auch die Zeit.

Der Regen eines Sturmtages ist an der Oberfläche nach wenigen Stunden Geschichte. Im Untergrund kann derselbe Niederschlag noch lange später als Grundwasserneubildung, als Recharge, wirksam sein. Der zusätzliche Wassereintrag verändert die Druckverhältnisse im Aquifer und kann sich als hydraulisches Signal durch das System fortpflanzen.

Wenn Wasser schließlich in einer Quelle tief in einem Barranco austritt, kann es aus Niederschlagsereignissen unterschiedlichen Alters stammen.

Der Untergrund bewahrt eine hydrologische Geschichte, die an der Oberfläche längst vergangen ist.

V. Die Insel trinkt

La Palma verteilt ihr Wasser ungleich.

Die Nordosthänge liegen häufig im Einfluss des Passatnebels. Auf der Leeseite des Gebirges ist das Klima deutlich trockener. Zwischen beiden Bereichen liegen nur wenige Kilometer – und doch können Strahlung, Temperatur und Luftfeuchtigkeit stark voneinander abweichen.

Für Landwirtschaft und Besiedlung war diese Ungleichheit immer eine Herausforderung.

Die Menschen begannen deshalb, den unterirdischen Weg des Wassers zu erschließen.

Seit dem 19. Jahrhundert wurden Galerías in die Vulkanflanken getrieben: horizontale Wasserstollen, die wasserführende Schichten und Klüfte erreichen und das Grundwasser an die Oberfläche bringen.

Von dort wird es über ein weit verzweigtes Verteilungssystem weitergeleitet. Traditionelle offene Kanäle, die Atarjeas, und Rohrleitungen führen Wasser über die Insel – häufig von den feuchteren Hängen in landwirtschaftlich genutzte Gebiete mit höherem Wasserbedarf.

Damit verändert der Mensch die Zeit, die das Wasser im System verbringt.

Was unter natürlichen Bedingungen lange im Untergrund verbleiben oder über unterirdische Wege zum Meer gelangen könnte, wird früher an die Oberfläche geholt.

Für das Wassermolekül selbst ändert sich nichts. Es folgt dem physikalischen Gefälle, das seinen Weg bestimmt: dem hydraulischen Potenzialgefälle.

Durch eine Gesteinskluft. Durch einen Stollen. Durch eine Atarjea.

Immer derselbe Stoff. Immer dieselbe Physik.

VI. Die feurige Trockenheit der Leeseite

Wer den Gebirgskamm der Cumbre von Ost nach West überquert, kann innerhalb kurzer Distanz in eine andere klimatische Welt gelangen.

Auf der Luvseite ist die feuchte Passatluft aufgestiegen. Sie hat sich abgekühlt und einen Teil ihres Wassers durch Kondensation und Niederschlag verloren.

Hinter der Wasserscheide beginnt der Abstieg.

Mit zunehmender Tiefe steigt der Luftdruck. Die absinkende Luft wird komprimiert und erwärmt sich – bei ungesättigten Bedingungen trockenadiabatisch mit knapp zehn Grad Celsius pro Kilometer.

Die Luft wird wärmer, während die Menge des verbleibenden Wasserdampfs zunächst vergleichsweise wenig zunimmt. Ihre relative Luftfeuchtigkeit sinkt. Die Wolkentröpfchen verdunsten.

Die Wolke verschwindet.

Es entsteht ein föhnartiger Trocknungseffekt: Auf der Leeseite kann die Luft deutlich wärmer und trockener ankommen, als sie es auf der windzugewandten Seite in vergleichbarer Höhe war.

Innerhalb kurzer Distanz wird aus der Nebelwelt eine trockene Landschaft.

Damit steigt auch der Verdunstungsanspruch der Atmosphäre. Evapotranspiration nennt man die Summe aus Evaporation – der Verdunstung von Boden- und Wasseroberflächen – und Transpiration, der Wasserabgabe der Pflanzen.

Ein Millimeter Niederschlag hat deshalb auf einem trockenen, sonnenexponierten Hang eine andere Bedeutung als im kühlen Nebelwald.

Hier kann Wasser rasch wieder in die Atmosphäre zurückkehren.

Dort kann es länger im System bleiben.

Die Wasserbilanz einer Landschaft ist deshalb immer auch eine Frage der Zeit.

VII. Wenn die Bilanz ins Schwanken gerät

Der Klimawandel verändert ein solches Inselsystem nicht mit einem einzigen Ereignis. Er verschiebt die Bedingungen, unter denen sein Wasserkreislauf funktioniert.

Mit steigender Temperatur nimmt der Sättigungsdampfdruck der Luft zu. Die Clausius-Clapeyron-Beziehung beschreibt diesen Zusammenhang: Pro Grad Erwärmung kann die maximale Wasserdampfmenge gesättigter Luft in Bodennähe um ungefähr sieben Prozent zunehmen.

Das bedeutet nicht, dass die Atmosphäre automatisch sieben Prozent mehr Wasser enthält.

Entscheidend ist, wie sich Temperatur und tatsächliche Luftfeuchtigkeit gemeinsam verändern. Steigt die Temperatur bei gleichbleibender relativer Feuchte, wächst das Wasserdampfdruckdefizit. Die Atmosphäre kann dann stärker auf Wasser aus Boden und Vegetation zugreifen.

Für La Palma verändert sich damit die Wasserbilanz.

Niederschlag allein beschreibt sie nur unvollständig. Entscheidend ist das Zusammenspiel von Regen, Wolkenwasserinterzeption, Infiltration, Grundwasserneubildung und Evapotranspiration.

Auch die Intensität eines Regens spielt eine Rolle.

Ein Starkregen kann große Wassermengen in kurzer Zeit liefern. Wird die Infiltrationskapazität des Bodens überschritten, nimmt der Oberflächenabfluss zu. Wasser gelangt dann schneller über Rinnen und Barrancos zum Meer.

Auf durchlässigen vulkanischen Böden kann allerdings auch intensiver Regen rasch versickern. Was geschieht, hängt von Bodenfeuchte, Vegetation, Niederschlagsintensität, Dauer des Ereignisses und der Struktur des Untergrunds ab.

Die entscheidende Frage ist deshalb nicht allein, wie viel Wasser fällt.

Sondern wann es fällt, wo es auftrifft – und wie lange es im System bleiben kann.

VIII. Das Gedächtnis der Insel

Am Ende kehrt das Wasser zum Ozean zurück.

Ein Teil hat die Insel über die Stomata der Pflanzen verlassen und ist als Wasserdampf in die Atmosphäre zurückgekehrt. Ein anderer Teil ist von Boden, Vegetation oder freien Wasserflächen verdunstet.

Nach starken Niederschlägen führen die Barrancos Wasser und Sediment zum Meer. Diese Sedimentfracht besteht aus Material, das der Abfluss von Böden, verwittertem Gestein und vulkanischen Ablagerungen aufgenommen hat.

Ein anderer Weg bleibt unsichtbar.

Grundwasser kann unterirdisch zur Küste strömen und als submarine Grundwasserentwässerung unterhalb der Meeresoberfläche in den Atlantik gelangen.

Damit schließt sich der Kreislauf.

Ozean → Evaporation → Passat → Kondensation → Wald → Infiltration → Grundwasser → Pflanze → Atmosphäre → Ozean

Das Wasser gehört der Insel nie dauerhaft.

La Palma ist ein Abschnitt des globalen Wasserkreislaufs: ein vulkanisches Gebirge, das Wasser aus der Atmosphäre aufnimmt, es durch Vegetation und Boden führt, im Gestein speichert und weiterleitet – und es schließlich wieder abgibt.

Der Ozean verdunstet.Der Passat transportiert.Das Gebirge hebt die Luft.Die Abkühlung bringt Wasserdampf zur Kondensation.Der Wald fängt Wasser aus Wolken und Regen ab.Der Boden lässt es versickern.Das Gestein leitet und speichert es.Der Mensch lenkt einen Teil davon.Die Sonne treibt seine Rückkehr in die Atmosphäre an.Die Schwerkraft führt es wieder zum Meer.

La Palma ist kein Ort, an dem Wasser ruht.

Es ist ein Ort, an dem Wasser zwischen Atmosphäre, Vegetation, Boden und Gestein seine Form, seinen Weg und seine Geschwindigkeit verändert.

Bevor es weiterzieht.