Arktischer Permafrost: Der Untergrund taut auf

Prof. Dr. Guido Grosse, Leiter der Sektion Permafrostforschung am Alfred-Wegener-Institut.

Permafrost

Treibhausgase

Klimawandel

Permafrost ist die Fachbezeichnung für dauergefrorenen Boden, der auf etwa 23 Prozent der Landfläche in der nördlichen Hemisphäre vorkommt und diese maßgeblich beeinflusst. Eine wichtige Rolle spielt dabei häufig, wie tief der Boden gefroren ist und wie viel Eis sich im Untergrund befindet. Viele Regionen enthalten große Mengen Grundeis, was beim Tauen von Permafrost zu einem Absinken der Landoberfläche führt. Dies verändert die Landschaftformen und den Wasserkreislauf in Permafrostregionen zum Teil dramatisch und beeinflusst auch die dortige Vegetation, die Lebensbedingungen für Tiere und die auf Permafrost gebaute Infrastruktur wie Gebäude, Schienen und Straßen.

Ein global viel bedeutenderer Aspekt ist aber die große Menge organischen Kohlenstoffs, die in Form von Tier- und Pflanzenresten in Permafrostböden und tieferen Ablagerungen gespeichert ist. So betrachtet, ist Permafrost die seit Jahrzehntausenden funktionierende globale Gefriertruhe, deren Inhalt mit der derzeit besonders starken Erwärmung in der Arktis aufzutauen und zu verrotten beginnt. Dabei entstehen Treibhausgase wie Kohlendioxid, Methan und Lachgas, die in die Atmosphäre entweichen und den Klimawandel weiter anheizen.

Wir untersuchen den Zustand des arktischen Permafrosts in Sibirien, Kanada, Alaska und Spitzbergen. Wir untersuchen, wie anfällig Permafrost für die Erwärmung ist, wie schnell und wo er auftaut und was die Auswirkungen seines Auftauens für Landschaften, Wasserkreislauf und für biogeochemische Prozesse wie den Kohlenstoffkreislauf sind. Wir schauen uns an, welche Informationen zu vergangenen Umweltveränderungen und ihren Auswirkungen wir aus Permafrostablagerungen und den darin eingeschlossenen Klima- und Umweltanzeigern der Vergangenheit (Proxies) ableiten können. Dazu führen wir Expeditionen zur Probengewinnung in der Arktis durch, betreiben Permafrost-Langzeitobservatorien in Sibirien, Kanada und auf Spitzbergen, analysieren Satelliten- und Befliegungsdaten zur Landschafts- und Permafrostdynamik und versuchen mit numerischen Modellen die bisherigen Veränderungen zu erfassen und mit verschiedenen Klimaszenarien auch die zukünftigen Entwicklungen vorherzusagen.