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Permafrostböden weltweit erwärmen sich

Permafrost
Permafrostgebiet in Alaska (Bild: Alfred-Wegener-Institut/ Josefine Lenz)

Der Klimawandel hat inzwischen auch in den Permafrostböden weltweit seine Spuren hinterlassen. Eine neue globale Vergleichsstudie enthüllt, dass sich der Untergrund in den Dauerfrostgebieten im Schnitt um 0,3 Grad erwärmt hat – und dass Böden sowohl in der Arktis als auch in den Hochgebirgen und der Antarktis betroffen sind. Besonders hoch fiel die Erwärmung in Sibirien aus, wo die Bodentemperaturen in zehn Metern Tiefe schon um ein Grad angestiegen sind.

Rund ein Sechstel der Landflächen unseres Planeten gelten als Permafrostgebiete. In diesen Regionen bleibt der Untergrund das ganze Jahr hindurch gefroren, im Extremfall kann der Frost bis in eine Tiefe von 1,6 Kilometer reichen. In diesen gefrorenen Böden sind große Mengen an organischem Material gebunden. Taut der Permafrost jedoch auf, beginnt dessen Zersetzung und es werden vermehrt Treibhausgase freigesetzt. Dies könnte dann den Klimawandel weiter verstärken.

Vergleichsmessungen über zehn Jahre

In welchem Maße die globale Erwärmung schon jetzt dem Permafrost zugesetzt hat, hat ein internationales Forscherteam nun in einer Vergleichsstudie ermittelt. Boris Biskaborn vom Alfred-Wegener-Institut (AWI) in Potsdam und sein Team haben dafür zehn Jahre lang – von 2007 bis 2016 – die Bodentemperatur in Bohrlöchern in der Arktis, der Antarktis und in verschiedenen Hochgebirgen der Welt gemessen und ausgewertet. Der komplette Datensatz umfasst 154 Bohrlöcher. „Die Permafrost-Temperatur gehört zu den anerkannten Klimavariablen. Sie verrät uns auf direktem Wege, wie der gefrorene Untergrund auf den Klimawandel reagiert“, erklärt Hanne Christansen vom AWI.

Die Auswertung ergab: Innerhalb von nur zehn Jahren hat sich der Permafrostboden an mehr als der Hälfte der Probenstellen messbar erwärmt. Bei fünf Bohrlöchern war der Permafrost sogar in zehn Meter Tiefe bereits aufgetaut. „All unsere Daten zeigen uns, dass sich der Permafrost nicht nur lokal und regional erwärmt, sondern weltweit und nahezu im Takt mit der Klimaerwärmung“, sagt Biskaborns Kollege Guido Grosse.

Am stärksten taut es in Sibirien

Die deutlichste Erwärmung beobachteten die Wissenschaftler in der Arktis: „Dort ist in Gebieten mit einem Permafrostanteil von mehr als 90 Prozent die Bodentemperatur innerhalb von zehn Jahren um durchschnittlich 0,39 Grad Celsius gestiegen“, berichtet Biskaborn. Im Nordosten und Nordwesten Sibiriens betrug der Temperatursprung an einzelnen Bohrlöchern sogar 0,9 Grad Celsius und mehr. Zum Vergleich: Die Lufttemperatur in den entsprechenden Regionen war im selben Zeitraum nur um durchschnittlich 0,61 Grad Celsius gestiegen.

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Weiter südlich, in arktischen Gebieten mit einem Permafrostanteil von weniger als 90 Prozent, erwärmte sich der gefrorene Untergrund im Mittel nur um 0,2 Grad Celsius. „In diesen Regionen fällt immer mehr Schnee, der den Permafrost nach dem Iglu-Prinzip im doppelten Sinne isoliert: Im Winter bewahrt der Schnee den Boden vor extremer Kälte, was im Durchschnitt zur Erwärmung führt. Im Frühjahr reflektiert er das Sonnenlicht und schützt ihn zumindest bis zur vollständigen Schneeschmelze vor zu großer Wärme“, erklärt Biskaborn.

Eine deutliche Erwärmung zeichnet sich auch in den Permafrostgebieten der Hochgebirge sowie in der Antarktis ab. Die Temperatur der dauerhaft gefrorenen Böden in den Alpen, im Himalaya sowie in den Gebirgen der nordischen Länder stieg im Mittel um 0,19 Grad Celsius, wie die Forscher ermittelten. In den wenigen tiefen Bohrlöchern der Antarktis verzeichneten die Forscher einen Anstieg um 0,37 Grad Celsius.

Wichtige Informationen für betroffene Gebiete

Wichtig sind diese Informationen nun vor allem für die Permafrostregionen, in denen sich der Boden bereits erwärmt oder zu tauen begonnen hat. Denn wenn er durch den fehlenden Frost seine Stabilität verliert, wird der Untergrund schlammig oder sackt an manchen Stellen ein. Darauf stehende Gebäude, aber auch wichtige Infrastruktur wie Straßen, Bahnlinien oder Pipelines können dadurch zerstört oder geschädigt werden.

Quelle: Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung, Fachartikel: Nature Communications, doi: 10.1038/s41467-018-08240-4

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