Permafrost

Permafrost ist vor allem in den Polarregionen und im Hochgebirge anzutreffen, wo die Temperaturen kalt genug bleiben, um die gefrorenen Schichten Jahr für Jahr zu erhalten.

Auch wenn er wie ein statischer Eisblock aussieht, spielt Permafrost eine wichtige Rolle im Klimasystem der Erde. Er hilft, Kohlenstoff zu speichern, formt ganze Landschaften und unterstützt die menschliche Infrastruktur in arktischen Regionen. Während sich der Planet erwärmt, beginnt dieser gefrorene Boden aufzutauen - mit weitreichenden Auswirkungen, die weit über die Arktis hinausreichen.

Mehr als nur gefrorener Boden

Permafrost kann aus vielen verschiedenen Materialien bestehen, je nach Standort und lokaler Geologie. In den meisten Fällen handelt es sich um eine gefrorene Mischung aus:

• Mineralboden wie Sand, Schluff oder Ton
• Fels und Schotter, oft durch Eis zusammengehalten
• Organisches Material, einschließlich alter Wurzeln, Blätter und Torf
• Eis, das die Poren und Räume zwischen den Bodenteilchen ausfüllt oder feste Schichten bildet

In einigen Regionen kann das Eis mehr als die Hälfte des Permafrostvolumens ausmachen. Diese Zonen mit hohem Eisgehalt sind besonders anfällig für Tauwetter, da schmelzendes Eis zu Bodeneinbrüchen und Oberflächenverformungen führt.

Über dem Permafrost liegt die aktive Schicht, die im Laufe der Jahreszeiten gefriert und auftaut. Die Tiefe dieser Schicht kann stark variieren - von etwa 20 Zentimetern in kälteren Zonen bis zu über 3 Metern in wärmeren Permafrostgebieten. Diese Schicht trägt die Tundravegetation und ist die einzige Oberfläche, auf der Wurzeln, Tiere und Mikroben während der Sommermonate aktiv sind.

Arktische Regionen und Hochgebirgsregionen

Der Permafrost ist nicht gleichmäßig über den Globus verteilt. Er ist vor allem in der nördlichen Hemisphäre konzentriert, wo er etwa zwanzig bis fünfundzwanzig Prozent der Landflächen bedeckt. Zu den wichtigsten Standorten gehören:

• Sibirien und die russische Arktis, wo sich einige der tiefsten und ältesten Permafrostschichten befinden
• Nordkanada und Alaska, wo Gemeinden und Infrastrukturen von stabilen gefrorenen Böden abhängen
• Grönland, insbesondere an den Küsten und in den eisfreien Tälern im Landesinneren
• Gebirgsregionen, darunter das tibetische Plateau, die Alpen, die Anden und Teile der Rocky Mountains
• Unterwassergebiete, insbesondere entlang der arktischen Küsten, in denen der Permafrost unter den Meeresboden reichen und unter den Sedimenten gefroren bleiben kann

Permafrostzonen werden in kontinuierliche, diskontinuierliche oder sporadische Zonen eingeteilt - je nachdem, wie durchgängig der Boden in einer bestimmten Region gefroren ist. In kontinuierlichen Zonen ist der Permafrost fast überall unter der Oberfläche vorhanden. In diskontinuierlichen Zonen wechseln sich Bereiche mit gefrorenem und ungefrorenem Boden ab.

Wie sich steigende Temperaturen auf den Permafrost auswirken

Mit dem Anstieg der globalen Durchschnittstemperaturen beginnt der Permafrostboden tiefer und schneller aufzutauen als in der Vergangenheit. Selbst kleine Temperaturerhöhungen können große Auswirkungen haben, insbesondere in Regionen mit hohem Bodeneisanteil.

Auftauender Permafrost destabilisiert Landschaften, verändert Wasserabflussmuster und verändert Ökosysteme. Wälder, die auf Permafrost wachsen, können sich neigen oder umfallen, wenn der Boden weich und uneben wird - ein Phänomen, das als "betrunkene Wälder" bekannt ist. In der Tieflandtundra kann das Tauwetter Feuchtgebiete oder Thermokarstseen entstehen lassen, wenn das Bodeneis schmilzt und das Land absinkt.

Schlimmer noch: Beim Auftauen werden Kohlendioxid und Methan freigesetzt, starke Treibhausgase, die seit Jahrtausenden in gefrorenem organischem Material eingeschlossen sind. Mikroben beginnen, dieses Material abzubauen, sobald es auftaut, und verwandeln den Permafrostboden in eine neue Emissionsquelle. Wissenschaftler schätzen, dass der Permafrost fast doppelt so viel Kohlenstoff enthält wie die Atmosphäre, was bedeutet, dass sein Auftauen die globale Erwärmung erheblich beschleunigen könnte.

Risiken im Zusammenhang mit dem Auftauen von Permafrostböden

Das Auftauen des Permafrosts birgt eine Vielzahl von Risiken - nicht nur für die arktischen Gemeinden, sondern für den gesamten Planeten. Einige der größten Risiken sind:

Klima-Rückkopplungen

Das Auftauen des Permafrosts trägt zu einer Klima-Rückkopplungsschleife bei, bei der die Erwärmung zu Emissionen führt, die wiederum eine weitere Erwärmung verursachen. Diese Rückkopplung ist bereits in nördlichen Regionen zu beobachten, wo sich der Permafrost schneller als vorhergesagt abbaut.

Instabilität der Infrastruktur

Viele Gebäude, Straßen, Flughäfen, Pipelines und andere Infrastrukturen in kalten Regionen wurden in der Annahme gebaut, dass der Boden dauerhaft gefroren bleibt. Wenn der Permafrostboden aufweicht und nachgibt, wird diese Infrastruktur instabil, was zu kostspieligen Reparaturen und technischen Herausforderungen führt.

Küstenerosion

In den arktischen Küstengebieten führt das Auftauen des Permafrosts in Verbindung mit dem Anstieg des Meeresspiegels und der zunehmenden Wellenbewegung zu einem raschen Rückgang der Küstenlinie. In einigen Gemeinden zwingt die Erosion zur Umsiedlung und zur Verdrängung lang bestehender Siedlungen.

Anliegen der öffentlichen Gesundheit

Das Auftauen des Bodens kann altes biologisches Material freilegen, darunter Viren, Bakterien und Krankheitserreger, die in gefrorenen Schichten geschlummert haben. Es kann auch lange vergrabene Industrieabfälle, verlassene Militärstandorte oder unsachgemäß gelagerte Chemikalien und Kraftstofftanks aufwirbeln.

Warum Permafrost für alle wichtig ist

Permafrost mag wie ein gefrorenes Relikt aus dem hohen Norden erscheinen, aber seine Stabilität wirkt sich auf den gesamten Planeten aus. Wenn der Boden auftaut, setzt er Kohlenstoff frei, verändert Landschaften, bedroht die Infrastruktur und verändert lokale Ökosysteme - alles mit globalen Folgen.

Wissenschaftler auf der ganzen Welt untersuchen den Permafrostboden genau, um seine Rolle im Klimasystem zu verstehen und sich auf die Veränderungen vorzubereiten, die bereits im Gange sind. Ganz gleich, ob Sie in der Nähe der Arktis oder weit davon entfernt leben, das Auftauen des gefrorenen Erdbodens ist eines der deutlichsten Anzeichen für eine Erwärmung des Planeten - und eines der am dringendsten zu beobachtenden.