Benetzungshemmung: trockener Boden kann weniger Wasser aufnehmen

Das hängt mit den Böden zusammen. Wenn es nach einer längeren Dürre plötzlich wieder stärker regnet, können die Böden nicht so viel Wasser auf einmal aufnehmen und es auch nicht speichern. Die Folge ist, dass bei einem Starkregen das Wasser schnell an der Oberfläche abfließt. Das klingt widersprüchlich. Man sollte meinen, dass ausgetrocknete Böden regelrecht nach Wasser dürsten und jeden Tropfen, der von oben kommt, bereitwillig aufnehmen. Aber das Gegenteil ist der Fall: Obwohl der Boden so trocken ist, steht das Wasser trotzdem in Pfützen und versickert nicht oder nur langsam.

Ein trockener Boden hat eine sogenannte "Benetzungshemmung". Er nimmt weniger leicht Wasser auf als ein Boden, der schon etwas feucht ist. Dahinter steckt ein ähnliches Phänomen wie bei einem Schwamm oder einem Wischlappen: Die nehmen Wasser auch besser auf, wenn sie schon ein bisschen feucht sind.

Beim Kapillareffekt wirken Molekularkräfte

Beim Boden ist die Situation etwas anders. Der Boden – also Erde – besteht aus lauter kleinen Körnern – groben Sandkörnern oder auch feineren Körnern. Wenn Wasser in den Boden sickert, verteilt es sich in den Zwischenräumen, also zwischen diesen Körnern.

Das flüssige Wasser fällt aber nicht einfach so durch die Schwerkraft in diese Zwischenräume hinein, sondern es wird eher hineingezogen – und zwar durch den Kapillareffekt.

Im Kleinen passiert Folgendes: Wassermoleküle heften sich an die Körner (der Fachausdruck ist Adhäsion) und ziehen dann andere Tropfen nach. Das nachströmende Wasser "erobert" neue Körner und so schiebt sich die "Wasserfront" immer weiter hinein. Das benetzt den Boden und das würde auch umgekehrt funktionieren – also von unten nach oben. Aber genau dieses Benetzen geht viel besser, wenn der Boden schon feucht ist, denn Wassermoleküle heften sich viel leichter an andere Wassermoleküle als an Mineralkörner.

Wenn man sich nun eine kleine Pfütze vorstellt oder einen großen Tropfen auf dem Boden, dann ist auch dort die Verbindung zwischen den Wassermolekülen sehr stark (Fachausdruck: Kohäsion). Das Wasser bleibt dann eher als Wasserkörper auf dem Boden liegen, als dass es sich davon herauslöst und in den Boden sickert – als hätte der Tropfen oder die Pfütze eine Haut, die die Wassermoleküle zusammenhält. Diesen Effekt nennt man auch die Oberflächenspannung des Wassers. Sie führt dazu, dass ein Tropfen eher auf den Körnern liegen bleibt, statt sich aufzulösen und in den Boden einzudringen. Wenn der Boden aber feucht ist, also schon ein bisschen Wasser drin ist, zieht dieses Wasser das andere Wasser nach.

Einen ähnlichen Effekt kennt man von Mehl: Hat man eine Schüssel mit Mehl, kann man in dem trockenen Mehl eine Kuhle machen und dort Milch oder Wasser hineinschütten, ohne dass es ins Mehl einsickert. So ähnlich ist es beim Boden auch.

Auch Pflanzenreste machen Boden wasserabweisend

Es gibt noch ein zweites Phänomen, das diesen Effekt beim Boden verstärkt. Der Boden enthält viele Pflanzenreste. Wenn es trocken ist, lösen sich aus diesen organischen Resten Fette und wachsartige Substanzen heraus, die sich an die Bodenkörner heften. Auch die machen den Boden wasserabweisend.

Das ist das, was auf der Mikroebene passiert. Im Großen bedeutet das: Wenn es nach einer längeren Dürre plötzlich stark regnet, können die Böden das Wasser nicht aufnehmen. Es fließt deshalb oberflächlich ab in Bäche und Flüsse und lässt die Pegel schnell ansteigen.