Eine Verweilzeit ist die Zeit, die ein Stoff oder Partikel in einem bestimmten Bereich oder System verweilt. In der Wissenschaft gibt es allgemein Wasserverweilzeiten und atmosphärische Verweilzeiten. Alle beziehen sich auf verschiedene Kreisläufe der Erde, von denen der Wasserkreislauf am weitesten verbreitet ist. Das Verständnis dieser Verweilzeiten könnte helfen, Lösungen für Probleme wie Wasserverschmutzung und globale Erwärmung zu finden. Die Verweilzeiten variieren für verschiedene Arten von Molekülen und die Bedingungen oder das Medium der Substanz.
Es gibt zwei Wege, auf denen Partikel oder Moleküle im Allgemeinen ihren Aufenthaltsort ändern, trockene Abscheidung und nasse Abscheidung. Bei der Trockenablagerung wandert das Molekül oder der Partikel ohne Hilfe von Niederschlag aus der Atmosphäre an die Erdoberfläche. Bei der nassen Deposition werden, wie der Name schon sagt, Niederschläge verwendet, um verschiedene Dinge aus der Atmosphäre zu entfernen und an die Erdoberfläche zu tragen, wo sie auf trockenes Land oder in Gewässer wie Seen, Flüsse und Ozeane fallen können.
Eine der einfachsten Möglichkeiten, die Verweilzeiten zu verstehen, besteht darin, sich ein Wassermolekül anzusehen und zu sehen, wie lange es im Durchschnitt in einem bestimmten Zustand bleiben kann. Bodenfeuchte hat in der Regel eine Verweilzeit von beispielsweise ein bis zwei Monaten. Andererseits kann tiefes Grundwasser eine Verweildauer von bis zu 10,000 Jahren haben. Im Ozean beträgt die durchschnittliche Verweildauer eines Wassermoleküls 37,000 Jahre, dies hängt jedoch von mehreren Faktoren ab. Wasser in Oberflächennähe könnte viel schneller verdunsten als Wasser in Meeresbodennähe.
Während die Verweilzeiten eines Wassermoleküls keine große Sache sind, könnte das Verständnis des Konzepts Wissenschaftlern bei anderen Problemen helfen. Beispielsweise beträgt die Verweildauer eines Kohlendioxidmoleküls in der Atmosphäre etwa fünf Jahre. Nach dieser Zeit bewegt es sich in der Regel an einen anderen Ort, normalerweise den Ozean. Zu verstehen, wie lange Kohlendioxid in der Atmosphäre verbleibt, gibt den Wissenschaftlern einige Hinweise auf seine Entfernung und Bindung. Sobald die Technologie entwickelt ist, könnte es möglich sein, fast sofort einen signifikanten Einfluss auf den Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre zu haben.
Auch das Verständnis der Verweilzeiten könnte Wissenschaftlern helfen, Hinweise auf die Vergangenheit zu finden. Wenn Wissenschaftler beispielsweise die Verweilzeit von Wasser in einem Eisschild kennen, können sie diese Informationen verwenden, um zu bestimmen, wie die Bedingungen waren, als das Wasser das letzte Mal in flüssiger Form war. Das könnte Antworten auf die Vergangenheit der Erde geben, wie zum Beispiel die atmosphärischen Bedingungen und sogar welche Tiere während eines bestimmten Zeitraums gelebt haben könnten.