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Klimawandel

Erderwärmung taut Permafrostböden auf: Klimawandel in der Arktis

Wenn die Arktis auftaut

Helles Abendlicht in der Arktis mit steinig-braunem Boden im Vordergrund und eisigen Bergen dahinter als Symbol für den Klimawandel und die Erderwärmung

Die Erderwärmung taut die Permafrostböden in der Arktis auf. Der Klimawandel ist nicht nur die Ursache, sondern auch eine Folge daraus.

Von Lisa Rupp

Helles Abendlicht in der Arktis mit steinig-braunem Boden im Vordergrund und eisigen Bergen dahinter als Symbol für den Klimawandel und die Erderwärmung
wildnerdpix / Envato

Die Erderwärmung taut die Permafrostböden in der Arktis auf.

Die Folgen des Klimawandels werden immer offensichtlicher und bedrohlicher. Dass es noch schlimmer kommt, prophezeien Expertinnen und Experten seit Jahrzehnten. Wie der Weltklimarat IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) Anfang 2022 berichtete, wird die Erderwärmung den Lebensraum auf der Erde beschränken. Immer mehr Menschen werden in Regionen abwandern müssen, deren Klima ein Überleben ermöglicht. Es wird zu wenig Platz für zu viele Menschen geben.

Damit dieses und weitere Szenarien nicht zur Realität werden, einigten sich 195 Nationen bereits im Jahr 2015 auf das Pariser Klimaabkommen. Alle beteiligten Länder verpflichteten sich, die Erderwärmung aufzuhalten. Im Vergleich zur vorindustriellen Zeit dürfe sich das globale Klima nicht um mehr als 1,5 Grad Celsius erwärmen. Wenigstens unter 2 Grad Celsius muss es bleiben, damit der Erdball weiterhin Lebensraum für uns Menschen bietet. Jedes der 195 Länder sollte Maßnahmen ergreifen, um dieses Ziel zu erreichen. Im Jahr 2022 sieht die Bilanz schlecht aus.

Folgen der Erderwärmung: Permafrostböden tauen auf

Ein Team um die Forscher Dr. Benjamin Abbott, Birgham Young University in den USA, und Dr. Jens Strauss vom Alfred-Wegener-Institut (AWI) in Potsdam veröffentlichte Ende Juni 2022 einen Artikel zu Permafrostböden. Im Fachjournal Frontiers in Environmental Science fassten sie alle bisherigen Erkenntnisse zu den eisigen Erdböden zusammen. Zehn Prozent der globalen Landfläche sind in der Tiefe dauerhaft gefroren. Bisher. „Der Klimawandel ist für diese Permafrost-Regionen eine ernsthafte Gefahr“, mahnt Jens Strauss.

Die weltweiten Veränderungen des Klimas tauen die Böden zunehmend auf. Dadurch gerät das einstige Gleichgewicht der Atmosphäre weiter in Schieflage. In Permafrost-Regionen wie der Arktis verdunkelt sich die Oberfläche. Auf dem wärmeren Untergrund bleiben Schneedecken nicht mehr oder nur für kürzere Zeit liegen. Bislang reflektierte Schnee das Sonnenlicht zu einem Großteil zurück ins Weltall. Die freigelegte, dunklere Landflächen hingegen speichern die Wärme des Lichts. Noch mehr Boden taut auf. Ein Kreislauf.

Ein Screenshot der interaktiven Karte zu den Folgen des Klimawandels und der Erderwärmung in Bezug auf Permafroszböden

Wie sich die Erderwärmung auf Permafrost auswirkt und welche Folgen das für den Klimawandel hat, zeigt die Simulation des Alfred-Wegener-Instituts.

Wie sich der Klimawandel auf die Arktis auswirkt, zeigt ein Computermodell. Die interaktive Karte simuliert die Veränderung des Permafrosts und die damit verbundenen Risiken. Sie zeigt die Entwicklung seit 1800 und gibt einen Ausblick bis ins Jahr 2100. Die Karte entwickelte ein Team um Dr. Moritz Langer mit Fachleuten der Universität Oslo. Langer leitet die vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderte Nachwuchsgruppe Perma-Risk am AWI.

Noch mehr Treibhausgase durch den Klimawandel

Die Emissionen von Kohlendioxid CO2 und anderen Treibhausgasen verursachen die Erderwärmung. Sie verändern die Atmosphäre und ein Ungleichgewicht entsteht. Die Folgen für die Menschheit auf dem Planeten beschreiben Forschende als verheerend. Zu den menschengemachten Emissionen aus Kohleenergie, Fleischindustrie, Verkehr und anderen Bereichen kommen durch die tauenden Permafrostböden weitere hinzu.

Das Bodeneis ist teils älter als 600.000 Jahre. Seither schließt es verstorbene Tiere und Pflanzenreste ein. Sobald diese freigelegt werden, beginnen Mikroorganismen mit der Zersetzung. Dabei entstehen zusätzliches CO2 und Methan. In welchen Mengen Permafrost-Regionen Treibhausgase freisetzen, lässt sich nur schwer abschätzen. „Darüber geistern ganz unterschiedliche Vorstellungen durch die Öffentlichkeit“, sagt Jens Strauss. Während die einen von kaum nennenswerten Mengen ausgehen, befürchten andere einen gewaltigen Anstieg. Der Wissenschaftler geht von einem Szenario zwischen den beiden Extremen aus: „Wir müssen zwar nicht damit rechnen, dass der Permafrost in ein paar Jahren riesige Mengen Treibhausgase auf einmal in die Atmosphäre spuckt und das Klima damit unweigerlich zum Kippen bringt.“ Die Lage sei dennoch ernst: „Immerhin setzen die Permafrost-Regionen heute schon Treibhausgase in einem Umfang frei, der nahezu den jährlichen Emissionen von Deutschland entspricht.”

Auch Schadstoffe wie Quecksilber werden freigesetzt. In größeren Mengen vergiftet es den Körper. Bei Menschen und Tieren, die in der Arktis leben, wurde es bereits in hohen Konzentrationen nachgewiesen.

Tauender Permafrost gefährdet Artenvielfalt

Rund die Hälfte der noch erhaltenen Wildnis auf dem Planeten liegt in Permafrost-Gebieten. Wohl auch, weil sich nur wenige Menschen in der eisigen Umgebung angesiedelt haben. Stattdessen entstand ein Ökosystem aus angepassten Lebewesen, die nun zunehmend bedroht sind. Das Klima, an das sie sich im Laufe der Evolution angepasst haben, verändert sich. Sie kommen mit ihren speziellen Fähigkeiten und Bedürfnissen nicht mehr zurecht.

Die Landmasse verliert zudem Stabilität. Der gefrorene Boden in der Tiefe hält die Erdmasse zusammen. Taut der Dauerfrost in der Tiefe wird sie porös. Der Boden sackt zusammen und wird vom Meer erodiert. Das trifft die dort lebenden Menschen: Teils schwere Schäden an Gebäuden und Straßen beeinträchtigen das Leben dort. „Diese Menschen haben nur sehr wenig zum Klimawandel beigetragen, sind aber besonders stark davon betroffen“, erklärt der AWI-Forscher Jens Strauss.

Das Alfred-Wegener-Institut ist das Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung. In Zusammenarbeit mit internationalen Partnern untersucht das AWI Entwicklungen auf dem Planeten. Dabei richtet sich der Fokus nach eigenen Angaben auf kalte und gemäßigte Regionen der Erde.

Batagai-Permafrost-Abbruch in Sibirien
© Thomas Opel / AWI

Batagai-Permafrost-Abbruch in Sibirien

Forschende datierten den Permafrost in 50 Metern Tiefe auf ein Alter von 650.000 Jahren. Er ist damit der der älteste jemals in Eurasien nachgewiesene Permafrostboden.
Sibirische Arktis
© Lutz Schirrmeister / AWI

Sibirische Arktis

Ein Kliff in der sibirischen Arktis mit Überresten von Moorgebieten.
Permafrostböden auf Bol'shoy Lyakhovsky, Neusibirische Inseln
© Georg Schwamborn / AWI

Permafrostböden auf Bol'shoy Lyakhovsky, Neusibirische Inseln

Dieses Gebiet nutzen Forschende, um biogeochemische Veränderungen über verschiedene Klima- und Umweltveränderungen hinweg zu verfolgen.

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