Der wirkliche Grund ist, dass die Funktion f(x)=x² nicht injektiv ist. Weil sie nicht injektiv ist, kann man sie nicht als Äquivalenzumformung verwenden, außer man hat einen passend eingeschränkten Definitionsbereich. Du benutzt die Funktion aber überhaupt nicht als Äquivalenzumformung, also kann dir das egal sein. Auch wenn das mit der Problematik eng zusammenhängt.
Dass die Funktion auf den reellen Zahlen nicht injektiv ist, führt dazu, dass sie nicht bijektiv ist. Das heißt, dass keine Umkehrfunktion existiert. Also kann auch die Wurzel nicht die Umkehrfunktion des Quadrierens sein. Außer man schränkt die Definitionsmenge und die Wertemenge der Funktion nur auf die positiven Zahlen beispielsweise ein, wo dann f(x)=x² bijektiv ist.