Städte sinken ab: Satelliten messen bis zu 22 Zentimeter pro Jahr

Fast 22 Zentimeter in einem Jahr. So stark sinkt der Boden an manchen Stellen von Mexiko-Stadt. Bleibt es bei diesem Tempo, wären es in zehn Jahren mehr als zwei Meter. Für eine Millionenstadt kann das gefährlich werden: Fundamente geraten unter Spannung, Straßen können aufreißen, Abwasserleitungen ihr Gefälle verlieren. Und das Problem reicht weit über Mexiko hinaus. Auch in anderen Teilen der Welt sinken Städte ab, mancherorts immer schneller.

Wie weit die Bodenabsenkungen bereits reichen, haben Wissenschaftler um Shengli Tao und Xie Hu anhand von Satellitendaten untersucht. Ihre im Fachjournal Nature Cities veröffentlichte Studie umfasst 465 Millionenstädte in 107 Ländern. Die Messungen aus den Jahren 2014 bis 2023 offenbaren gewaltige Unterschiede: Während ganze Stadtgebiete in Indonesien jährlich mehrere Zentimeter an Höhe verlieren, bleibt der Untergrund in Metropolen wie London und New York weitgehend stabil. Besonders auffällig sind die Veränderungen in Südost- und Westasien sowie Nordamerika.

In Mexiko-Stadt sinkt der Boden unterschiedlich schnell

Der Boden sinkt in Mexiko-Stadt nicht überall gleich schnell. Während manche Gebiete jährlich fast 22 Zentimeter an Höhe verlieren, sind es in weiten Teilen der Stadt deutlich weniger. Der mittlere Wert liegt bei acht Millimetern pro Jahr. In der ebenfalls mexikanischen Stadt Torreón beträgt er 17 Millimeter.

Eine wichtige Ursache ist die Entnahme von Grundwasser. Wird über längere Zeit viel Wasser aus dem Untergrund gepumpt, sinkt dort der Wasserdruck. Weiche Erdschichten werden dadurch zusammengedrückt, und die Oberfläche gibt nach. Mexiko-Stadt ist besonders anfällig, weil große Teile der Metropole auf den weichen Ablagerungen eines ehemaligen Sees stehen.

Für Gebäude kann es besonders gefährlich werden, wenn der Boden an einer Stelle stärker absinkt als an einer anderen. Dann kann beispielsweise eine Seite eines Hauses nachgeben, während die andere nahezu unverändert bleibt. Dadurch können Risse in Wänden und Fundamenten entstehen. Auch Straßen und unterirdische Leitungen können dabei beschädigt werden.

In Indonesien sinken große Stadtgebiete besonders stark

Die höchsten mittleren Absenkungsraten treten in mehreren asiatischen Millionenstädten auf. Besonders betroffen sind drei Metropolen:

• Medan, Indonesien: Der Boden sinkt im Median um 33 Millimeter pro Jahr.
• Bandung, Indonesien: Die jährliche Absenkung beträgt 22 Millimeter.
• Isfahan, Iran: Der Untergrund verliert im Median elf Millimeter jährlich an Höhe.

Die Werte beschreiben jeweils die mittlere Entwicklung der untersuchten Stadtflächen, nicht einzelne besonders stark betroffene Stellen. In Medan entspricht die jährliche Absenkung von 3,3 Zentimetern bei unveränderter Geschwindigkeit rund 33 Zentimetern innerhalb eines Jahrzehnts. Für dauerhaft genutzte Gebäude und Verkehrswege können sich dadurch erhebliche Belastungen ergeben.

Sinkender Boden verschärft die Gefahr von Überschwemmungen

Besonders problematisch sind Bodenabsenkungen in dicht bebauten und tief gelegenen Stadtteilen. Regenwasser fließt dort unter Umständen schlechter ab, weil sich die Höhenunterschiede im Gelände verändern. Kanäle und Entwässerungsleitungen können ihre ursprüngliche Neigung verlieren. Bei Starkregen steigt dadurch die Gefahr, dass Straßen und Keller überflutet werden.

In Küstenstädten kommt eine weitere Belastung hinzu: Während der Meeresspiegel steigt, kann sich das Land gleichzeitig senken. Dadurch vergrößert sich der Höhenunterschied zwischen Wasseroberfläche und bebautem Gebiet. Wie stark Gebäude und Infrastruktur gefährdet sind, hängt von der örtlichen Entwicklung des Untergrunds sowie den vorhandenen Schutz- und Entwässerungssystemen ab.

In London und New York bleibt der Untergrund weitgehend stabil

Anders sieht die Lage in mehreren anderen Millionenstädten aus. In Boston, New York, London, Peking, Tokio, Seoul, Sydney, Montevideo und Neapel fallen die ermittelten Bodenbewegungen vergleichsweise gering aus. Dort liegen die jährlichen Werte für Absenkungen beziehungsweise Hebungen zwischen 0,1 und 1,9 Millimetern.

Bei derart kleinen Veränderungen sind die Messunsicherheiten allerdings von Bedeutung. Die Werte erlauben deshalb keine zuverlässige Aussage darüber, ob sich jede einzelne Fläche langfristig hebt oder senkt. Auch innerhalb vergleichsweise stabiler Metropolen können örtliche Unterschiede auftreten.

In Asien verlangsamt sich das Absinken vielerorts

In zahlreichen Städten Südost- und Ostasiens hat sich die Bodenabsenkung zwischen 2014 und 2023 verlangsamt. Gleichzeitig gibt es innerhalb dieser Regionen weiterhin größere Stadtflächen, auf denen sich die Bewegung beschleunigt. Die Entwicklung verläuft somit selbst zwischen benachbarten Gebieten nicht zwangsläufig einheitlich.

Grundlage der Berechnungen sind hochauflösende Radarmessungen aus dem All. Die Satelliten erfassen wiederholt dieselben Gebiete und ermöglichen dadurch die Bestimmung kleinster Veränderungen der Erdoberfläche. Die Untersuchung konzentriert sich auf relative lokale Bodenbewegungen innerhalb der jeweiligen Stadtgrenzen. Angrenzende Siedlungsflächen bleiben unter Umständen unberücksichtigt.

Weitere Unsicherheiten entstehen dort, wo nur wenige Messstationen am Boden zur Verfügung stehen. Auch die Umrechnung der relativen Bewegungen auf ein globales Höhenbezugssystem kann die Genauigkeit beeinflussen. Um längerfristige Entwicklungen zuverlässig zu erfassen, sind deshalb weitere Messungen notwendig.

Kurz zusammengefasst:

• Satellitenmessungen in 465 Großstädten zeigen, dass der Boden in Teilen von Mexiko-Stadt um bis zu 22 Zentimeter pro Jahr absinkt.
• Eine wichtige Ursache ist die übermäßige Entnahme von Grundwasser, durch die weiche Erdschichten zusammengedrückt werden und der Untergrund nachgibt.
• Bodenabsenkungen können Gebäude, Straßen und Abwasserleitungen beschädigen sowie die Überschwemmungsgefahr erhöhen, besonders in Küstenstädten.

Übrigens: Nicht nur der Boden unter Millionenstädten verändert sich – auch Deutschlands Wasservorräte schwinden. Satellitendaten belegen einen Verlust von rund 25 Milliarden Tonnen Wasser. Mehr dazu in unserem Artikel.

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