Kohlenstoff im Permafrost

Beprobung eines Yedomakliffs, Sobo Sise Insel im Lena Delta (Foto: Thomas Opel)

In einer sich erwärmenden Arktis bewirken Störungen des thermisch-hydrologischen Gleichgewichts eine Degradation von Permafrost. Diese Störungen können zu einer Vertiefung der saisonalen Auftauschicht, zu thermisch bedingter Erosion sowie zu schneller Oberflächenabsenkung und Thermokarst führen. Das Tauen von Permafrost kann eine globale Bedeutung entwickeln, indem vorher eingefrorener Kohlenstoff wieder dem aktiven Kohlenstoffkreislauf zugeführt wird. Mikroorganismen in tauendem Permafrost und sich erwärmenden Böden erzeugen aus diesem verfügbar gewordenen Kohlenstoff Treibhausgase, die zur weiteren Erwärmung der Atmosphäre führen und damit in eine sich selbst verstärkende Rückkopplung von Erwärmung, fortschreitendem Tauen,  und weiterer Kohlenstofffreisetzung führt. Diesen Prozess nennt man Permafrost-Kohlenstoff Rückkopplung.

Schema der Permafrost-Kohlenstoff Rückkopplung (Foto: Jens Strauss)

Gingen erst Schätzungen noch von geringen Kohlenstoffmengen in den Permafrostböden aus, weil diese Regionen sich häufig durch geringe oder wenig produktive Vegetationsbedeckung und damit geringe Einträge in den Bodenspeicher auszeichnen, weiß man heute, dass durch das kontinuierliche Einfrieren in den Permafrost über Jahrtausende oder Jahrzehntausende auch die geringen Einträge zu sehr großen Kohlenstoffspeichern in Sedimenten und Böden dieser Region geführt haben.  Um das Verständnis der Permafrost-Kohlenstoffdynamik grundlegend zu verbessern, zielt das PETA-CARB Projekt darauf ab, die Menge, Verteilung, sowie Vulnerabilität von tiefen Kohlenstoffspeichern in Permafrost-Ablagerungen zu quantifizieren. Ebenfalls wird untersucht, wie schnelle Tauprozesse den Permafrostkohlenstoffspeicher auf unterschiedlichen zeitlichen und räumlichen Skalen beeinflussen.