Kurzprofil

Eispolygone (Foto: Konstanze Piel)

Derzeitige Klima- und Umweltveränderungen haben besonders dramatische Auswirkungen auf die von Permafrost beherrschten periglazialen Gebiete der Erde. Die beobachtete Erwärmung der Arktis führt auch zur Erwärmung und zum Auftauen von Permafrost in vielen Regionen und damit zur Veränderung einer wichtigen Komponente arktischer Ökosysteme. Gleichzeitig führen diese Veränderungen zu Rückkopplungen mit Atmosphäre, Biosphäre und Hydrosphäre, die regional und global weit über die Permafrostregionen hinaus reichen können und damit auch großen Einfluss auf unsere Lebensbedingung in Mitteleuropa haben. Die Sektion Periglazialforschung befasst sich deshalb mit:

(1) der Rekonstruktion der periglazialen Ökosysteme der letzten 200 000 Jahre, was Hinweise zur zeitlichen Variabilität des Landschafts- und Klimawandels, der Ökosystemdynamik, und des Kohlenstoffhaushalts liefert.

(2) der Erfassung und Bewertung heutiger Prozesse und Umweltänderungen und deren Ursachen in den Periglazialgebieten, um den derzeitigen Stabilitätszustand des Permafrosts und zukünftige Veränderungen abzuschätzen.

Unsere Methoden zu (1) umfassen die:

  • geologische, paläoökologische, und stratigrafische Untersuchungen von Permafrostablagerungen und Seesedimenten in Bohrkernen und Aufschlüssen entlang von Küsten, Flussufern und Seen
  • paläontologische, biogeochemischen, isotopen-chemischen, und paleogenetischen Analysen von Proben in unseren Laboren
  • Entwicklung von Modellen zur Rekonstruktion der vergangenen Umweltbedingungen und Dynamiken von Permafrostlandschaften

Wichtige Methoden zu (2) umfassen die

  • Fernerkundung des Landschaftswandels durch Permafrostveränderungen;
  • Quantifizierung von Sediment- und Stofftransport durch arktische Flüsse und Küstenerosion
  • kontinuierliche Erfassung von Klimadaten, Wasser- und Bodentemperaturen
  • Untersuchung von Permafrosteigenschaften mit geophysikalischen Methoden
  • biogeochemische Untersuchung von Permafrostböden sowie die Erfassung der Freisetzung klimarelevanter Spurengase wie Methan und Kohlendioxid durch mikrobiologische und energetische Prozesse im Permafrostboden
  • Analyse der Wasser- und Energiebilanz von typischen Permafrostlandschaften

Unsere Forschung ermöglichen einen Ausblick auf die zukünftige Entwicklung der etwa 23 Millionen Quadratkilometer großen terrestrischen Permafrostregion auf der Nordhalbkugel der Erde sowie der ausgedehnten Regionen mit submarinem Permafrost unter den flachen arktischen Randmeeren.

Unsere Sektion, die seit 1992 in der Erforschung von Periglazialregionen aktiv ist, konzentriert ihre Forschungsarbeiten auf die arktischen und subarktischen Regionen in Sibirien, Alaska, Canada und Spitzbergen. Seit 1998 werden im Lena-Delta Nordost-Sibiriens im Rahmen der Russisch-Deutschen Expeditionen ‚Lena‘ unter Nutzung der Forschungsstation Samoylov geowissenschaftliche und mikrobiologische Prozessstudien, meteorologische Beobachtungen und Langzeituntersuchungen zu lokalen Spurengas- und Energieflüssen im und aus dem Permafrost betrieben.