Permafrostböden

Fast 17 Prozent unserer Erdoberfläche ist dauerhaft gefroren. Diese Teile der Erde heißen auch Permafrostböden. Sie dienen als Beweis für die Klimaerwärmung. 

Kurz & knapp: Permafrostböden und Klimawandel

Wo gibt es Permafrostböden?

Insbesondere auf der nördlichen Hemisphäre gibt es Permafrostböden - ein Viertel des Bodens ist dort gefroren.

Wie sind Permafrostböden aufgebaut?

Permafrostböden bestehen aus Stein, Sedimenten, Erde und abgestorbenen Pflanzen- und Tierresten und werden von Eis zusammengehalten. Die meisten Böden sind während der letzten Eiszeit entstanden. Einige reichen bis zu 1500 Meter tief in die Erde, andere sind erst seit zwei Jahren dauerhaft gefroren. 

Was sagt Permafrostboden über den Klimawandel aus?

Permafrost ist besonders anfällig für Temperaturschwankungen. Änderungen des Klimas können daher in den gefrorenen Böden gemessen und bestimmt werden. 

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Folgen des Temperaturanstiegs

Die obere Schicht des Dauerfrostbodens taut im Sommer auf und friert im Winter wieder zu. Aber durch die Klimaerwärmung, die sich in den letzten hundert Jahren wegen des anthropogenen, menschgemachten Klimawandels beschleunigt hat, wird diese sommerliche Auftauzone immer größer. Das stört das Gleichgewicht des Permafrostes, der darunter liegt, und der taut zunehmend auf.

Ein Auftauen der Permafrostböden kann schwerwiegende Konsequenzen für die Infrastruktur und das Ökosystem haben. Viele Häuser, Straßen oder Öl- und Gaspipelines, die auf Permafrostböden gebaut sind, wären einsturzgefährdet, wenn die Böden auftauen sollten und dadurch weich werden würden. Zudem könnte es passieren, dass Seen und Flüsse in dem weichen Boden versickern und Erdrutsche entstehen.

Forscherinnen und Forscher des Alfred-Wegener Instituts befürchten, dass die Schmelze der Permafrostböden zu einem Rückkopplungseffekt in unserem Klimasystem führen könnte. Sollten die Böden tauen, würden die eingefrorenen Pflanzen- und Tierreste zersetzt werden. Schätzungsweise 1.500 Gigatonnen Kohlenstoff enthalten die Permafrostböden  – doppelt so viel, wie momentan in unserer Atmosphäre vorhanden ist.

Wenn Permafrostböden noch stärker tauen, droht der Klima-Gau. Beim Auftauen werden nach und nach Kohlendioxid und Methan freigesetzt, was den globalen Klimawandel noch deutlich beschleunigen würde.

Messungen bestätigen, dass in den letzten Jahrzehnten die mittlere Lufttemperatur der Arktis fast doppelt so stark angestiegen ist wie die globale Mitteltemperatur. Dabei bestehen regionale und saisonale Unterschiede. Die Erwärmung der letzten 50 Jahre (1954-2003) erreichte beispielsweise in Sibirien und Alaska 2-3 °C, während sich Südgrönland um 1 °C abkühlte. Bei zunehmender Erwärmung übersteigt die erhöhte Abbaurate des Bodenkohlenstoffs durch Mikroorganismen die Kohlenstoffeinlagerung durch produktivere Vegetation.

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Permafrost als Beweis für den Klimawandel

Das internationale Permafrost-Netzwerk GTN-P hat sich die Eigenschaft der Permafrostböden zu Nutzen gemacht, dass sie sehr anfällig für Temperaturschwankungen sind. 

Was ist das GTN-P?

Das GTN-P ist ein globales Beobachtungsnetz, bestehend aus 50 Forschergruppen und 26 Ländern, das Veränderungen in Permafrostgebieten beobachtet. Auch das Alfred-Wegener Institut (AWI) ist Teil des Forschungsnetzwerks.

Was stellen die Forschungen an Permafrostböden fest?

Zwischen 2007 und 2016 haben Forscherinnen und Forscher Langzeitmessungen an insgesamt 154 Löchern in der Arktis, der Antarktis und Hochgebirgen auf der ganzen Welt durchgeführt. Dabei stellten die Forscherinnen und Forscher eine durchschnittliche Erwärmung von 0,3 Grad Celsius fest. Auffallend waren die Temperaturanstieg in Sibirien, der Antarktis und den Hochgebirgen Europas und Asiens.

Die Ergebnisse zeigen, dass die Auswirkungen des Klimawandels nicht nur lokale, sondern weltweit nachweisbare Folgen haben.

 

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