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Die etwa 30 m hohe Lage des Itkillik-Flusses in den Yedoma-Permafrostvorkommen in Nordalaska im Winter bietet dem amerikanisch-deutschen Schneemaschinenteam (Ben Jones, Chris Arp, Ben Gaglioti, Guido Grosse), das dort draußen Thermokarstsee- und Permafroststudien im Jahr 2014 durchführt, einen beeindruckenden Anblick (Foto: Guido Grosse, Alfred-Wegener-Institut)

Höhere Treibhausgasemissionen durch schnelles Auftauen des Permafrostes

Forschende zeigen in Studie, dass ein abruptes Tauen die Emissionen um 40 Prozent steigert

Die Permafrostregionen der Arktis werden häufig als natürliche Tiefkühltruhe bezeichnet, in der eine riesige Menge Kohlenstoff lagert, hauptsächlich in Form von über Jahrtausende angesammelte Tier- und Pflanzenresten. Diese werden jedoch von Mikroorganismen zersetzt, sobald der bisher dauergefrorene Boden auftaut. Dabei entstehen klimaschädliche Treibhausgase wie Methan und Kohlendioxid. Ein internationales Forscherteam hat jetzt herausgefunden, dass das Tempo des Auftauens einen entscheidenden Einfluss auf die Art und Menge der freigesetzten Treibhausgase hat. Wie die Forschenden im Fachmagazin Nature Geoscience berichten, könnten abrupte Auftauprozesse, wie sie in etwa fünf Prozent der arktischen Permafrost-Landschaften möglich sind, die Gesamtemissionen um 40 Prozent erhöhen – ein Plus, welches aktuelle Klimamodelle bislang nicht berücksichtigen. 

Schnelle Auftauprozesse verändern bereits jetzt die Landschaft und Ökosysteme der Arktis. Darunter versteht man zum Beispiel das zügige Auftauen und Absinken großer Permafrost-Flächen. Es zählen aber auch sogenannte Taurutschungen in Hanglagen dazu und die Entstehung von Senken, in denen sich Regen- und Schmelzwasser sammelt, sodass sich Tümpel und Seen bilden. Diese sogenannten Thermokarstseen nehmen an ihrer Oberfläche viel mehr Sonnenenergie auf als die umgebende Landfläche. Die im Wasser gespeicherte Wärme wird anschließend auf besonders effektive Weise an den gefrorenen Untergrund abgegeben – am Gewässergrund ebenso wie an den Uferrändern, weshalb der Permafrost im Umfeld des Sees schnell auftaut. Oft zerfällt der Uferbereich und unter bestimmten Umständen läuft der See sogar aus. Mikroorganismen haben dann beste Ausgangsbedingungen, um die einst im Permafrost eingeschlossenen Tier- und Pflanzenreste zu zersetzen und dabei Treibhausgase wie Methan und Kohlendioxid zu produzieren. 

„Ein schnelles Auftauen des Permafrostes stellt immer eine dramatische ökologische Veränderung dar. Permafrost-Landschaften, in denen man eben noch mit Wanderschuhen laufen konnte und die trocken genug waren, dass Bäume wachsen konnten, verwandeln sich innerhalb kürzester Zeit in ein schlammiges Durcheinander“, berichtet Hauptautorin Prof. Merritt Turetsky, Direktorin des Instituts für Arktis- und Alpenforschung (INSTAAR) an der Universität Colorado Boulder. Mehr erfahren...

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