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WAS DAS MAMMUT ÜBER DAS KLIMA VERRÄT

Eine Schulterhöhe von vier Metern und 15 Tonnen schwer, so stampften die haarigen Urzeitriesen noch lange nach dem Ende der letzten Eiszeit vor rund 12.000 Jahren durch die Weiten Sibiriens. Ihre Überreste finden sich in den Böden der arktischen Regionen. 

Dass sich diese Fossilien heute studieren lassen, verdanken die Paläontologen (Urzeitforscher) ausgerechnet dem Klimawandel. Die globale Erwärmung lässt die sogenannten Permafrostböden in der Tundra auftauen und gibt Zeugnisse der Vergangenheit frei – mehr als 2.000 Funde auf drei Kontinenten wurden bisher erfasst. Durch die Konservierung im Dauerfrost ist es den Wissenschaftlern sogar möglich, die DNA der Eiszeitgiganten zu untersuchen. 

Was die Paläontologen freut, beunruhigt jedoch die Klimafachleute. Permafrostböden sind eigentlich ganzjährig gefroren. Sie nehmen etwa ein Viertel der Landoberfläche der Erde ein. Vor allem Gebiete in Sibirien, Kanada und Alaska sind durch diese gefrorenen Landschaften geprägt. Jetzt warnen die Vereinten Nationen vor den Folgen des Tauwetters. Regional kann es zu Schäden an Gebäuden und Verkehrswegen kommen – Straßen, Eisenbahnlinien, Pipelines, elektrische Leitungen und Flughäfen in Sibirien, Alaska und im nördlichen Kanada können instabil werden, wenn der Boden auftaut.

TAUT DIE TUNDRA, KIPPT DAS KLIMA?

Folgenschwerer sind jedoch die Auswirkungen auf das Klima: Wenn der Permafrost taut, werden Mikroorganismen aktiv und zersetzen organisches Material im Boden. Als Stoffwechselprodukte der Mikroorganismen werden dabei die Treibhausgase, Methan und Kohlenstoffdioxid freigesetzt.  Diese Emissionen tragen dann zu einer Verstärkung des Treibhauseffektes bei. Daher zählt das Auftauen der Permafrostböden zu den sogenannten Kipp-Elementen (tipping points).

Vergleichbar mit einem Wasserglas auf einem Tablett, das bei einem bestimmten Neigungswinkel abrupt umfällt (und in Scherben zerspringt), gehen Forscher davon aus, dass es Regionen auf der Erde gibt, in denen der menschliche Einfluss auf bestimmte Prozesse ab einem gewissen Ausmaß sprunghafte und unumkehrbare Folgen für das Klima haben kann. Ist ein solcher Prozess also erst einmal in Gang gesetzt, verstärkt er sich auch ohne weitere äußere Einflüsse selbst. Das heißt also, die Treibhausgase, die aus den Permafrostböden entweichen, tragen zu einer weiteren Erwärmung bei. Diese wiederum führt zu einer verstärkten Schmelze des Permafrostbodens, was wiederum mehr Treibhausgase freisetzt… 

Ganz so einseitig ist die Bilanz des Tauwetters allerdings nicht: Wegen der höheren Temperaturen nimmt das Pflanzenwachstum in den ehemals dauerhaft gefrorenen Regionen zu. Dabei wird von den Pflanzen vermehrt  CO2 aus der Luft aufgenommen und in der Biomasse gespeichert. 

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PERMAFROST

Ein dauerhaft gefrorener Boden wird als Permafrostboden bezeichnet. Voraussetzung ist eine Temperatur, die über mehrere Jahre unter 0° C liegt. Permafrostböden gibt es vor allem in den Tundren und Waldgebieten Nordamerikas und Eurasiens, aber auch im Hochgebirge. Die Mächtigkeit von Permafrostböden kann von wenigen Metern bis zu 1.000 Metern Tiefe betragen. Kontinentales, trockenes Klima begünstigt die Bildung von Permafrost. 

TREIBHAUSGASE UND PERMAFROST

Wenn Permafrost im Sommer oberflächlich auftaut, wird bei der Zersetzung von organischem Material Kohlenstoffdioxid gebildet und unter anaeroben (sauerstofffreien) Bedingungen, z. B. wenn Wasser im Boden steht, von Mikroorganismen zu Methan (CH4) umgewandelt. Beim nächsten Gefrieren werden sowohl Kohlenstoffdioxid als auch Methan im gefrorenen Boden gespeichert. Die gesamte im Permafrost der Nordhalbkugel gespeicherte Menge an Kohlenstoff wird auf über 1.000 Gigatonnen geschätzt, und damit auf die Hälfte des weltweiten Kohlenstoffs im Boden. Schon heute ist der Permafrost eine Netto-Quelle für Methan (d. h. die Emission übertrifft die Speicherung), während er für CO2 noch eine Senke ist (die Speicherung übertrifft die Emission). Die Freisetzung von Methan aus Permafrostböden wird sich in Zukunft wahrscheinlich fortsetzen, wodurch dann auch die globale Erwärmung verstärkt wird. Allerdings warnen Forscher auch vor Katastrophenszenarien, da die Prozesse der Methanfreisetzung sehr langsam ablaufen. 

METHAN

Methan (CH4) ist ein sehr wirksames Treibhausgas, das sowohl aus Sümpfen und Wäldern als auch aus Reisfeldern, der Tierhaltung, Mülldeponien und der Förderung von Erdgas stammt. Methan wird in der Regel bei Fäulnisprozessen unter anaeroben (sauerstofffreien) Bedingungen als Stoffwechselprodukt von Mikroorganismen freigesetzt.

zitiert nach: wiki.bildungsserver.de > Methan im Permafrost (gekürzt und bearbeitet)