Permafrost: Gefahr für den Treibhausgas-Tresor

Von Christoph Seidler

Permafrost: Das Schicksal des Eisbodens Fotos
Anton Vaks

Ein Viertel der Landmasse auf der Nordhalbkugel ist dauerhaft gefroren. Wie ein Tresor umschließt der Permafrost mindestens 1700 Gigatonnen Kohlenstoff. Wie stabil sind diese Regionen? Eine neue Studie legt nahe, dass schon ein geringer Temperaturanstieg fatale Folgen haben könnte.

Das frostige Verlies birgt ein dunkles Geheimnis. Immerhin ein Viertel der Landmasse auf der Nordhalbkugel ist gefroren - und umschließt wie ein Tresor mindestens 1700 Gigatonnen Kohlenstoff. Diese unvorstellbar große Menge stammt von zahllosen Generationen von Lebewesen, die in den betreffenden Gebieten über Jahrmillionen wuchsen und vergingen.

Ein Teil der abgestorbenen Pflanzen und Tiere wurde nicht von Mikroorganismen vertilgt, weil es dafür irgendwann einfach zu kalt war. Doch langsam taut der Permafrost. Würde der Untergrund irgendwann großflächig tauen, dann gingen auch die bakteriellen Zersetzungsreaktionen im großen Stil weiter - und große Mengen an Treibhausgas entstünden. Insgesamt liegt im Permafrost etwa doppelt so viel Kohlenstoff verborgen wie in gasförmigen Verbindungen derzeit durch die Erdatmosphäre wabert.

Würden nennenswerte Teile davon frei, hätte das fatale Folgen für das Weltklima. Daher stellen sich Wissenschaftler seit einiger Zeit eine bange Frage: Wie stark setzt die Erderwärmung den Permafrostgebieten eigentlich zu? Mit ausgeklügelten Mess-Netzwerken wird das Schicksal des Bodens akribisch überwacht. Eine gerade im Fachmagazin "Science" veröffentlichte Studie legt nahe, dass große Areale womöglich schon bei geringfügig höheren Temperaturen tauen könnten.

Forscher um Anton Vaks von der University of Oxford hatten sich kalkhaltige Ablagerungen aus insgesamt sechs sibirischen Höhlen angesehen. Konkret ging es um sogenannte Speläotheme. Unter diesem Oberbegriff werden unter anderem die aus Tropfsteinhöhlen bekannten Stalagmiten und Stalaktiten zusammengefasst. "Speläotheme wachsen nur, wenn Regen- und Schmelzwasser durch Risse im Gestein in die Höhlen gelangen", sagt Anton Vaks. "Und diese Prozesse laufen nur bei Temperaturen über dem Gefrierpunkt ab."

Weil Wasser bei gefrorenem Boden nicht über Spalten ins Innere der Höhlen gelangen kann, sind die Mineralablagerungen ein präzises Klimaarchiv: In wärmeren Zeiträumen, den sogenannten Interglazialen, sprießen die Kalkzapfen; in kalten Phasen, den sogenannten Glazialen, tun sie es nicht. So entsteht ein Muster, das an die Jahresringe von Bäumen erinnert.

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Löchriger Eistresor: Warnsystem für den Permafrost
Datiert wurden die insgesamt 36 Fundstücke mit der Uran-Thorium-Methode. Sie macht sich den radioaktiven Zerfall von Uran-Isotopen zunutze, bei dem über die Zeit Thorium entsteht. Die Uranverbindungen lösen sich im Wasser und gelangen so in die Speläotheme. Das entstehende Thorium ist dagegen nicht wasserlöslich - und bleibt in den Ablagerungen zurück.

Mit der Methode können Forscher ungefähr 500.000 Jahre in die Vergangenheit schauen. Speläotheme in heutigen Permafrostgebieten müssen aus einer Zeit stammen, als es dort noch deutlich wärmer war - und Wasser fließen konnte. Die Forscher konnten zeigen, dass die Ablagerungen in der am weitesten nördlich gelegenen Höhle Lenskaya Ledyanaya nur in den wärmsten Zeiträumen eines einzigen Interglazials wuchsen, und zwar vor etwa 400.000 Jahren.

Damals lagen die Temperaturen nach ihrer Schätzung etwa ein bis zwei Grad über den heutigen Werten. Spuren dieser Super-Warmzeit waren unter anderem auch durch Pollenablagerungen und Resten von Kieselalgen in den Sedimenten des arktischen Elgygytgyn-Sees nachgewiesen worden. Und sogar im Süden Grönlands sprossen damals wohl zahlreiche Bäume.

In Zeiten hoher Temperaturen zieht sich der Permafrost weiter nach Norden zurück. Die Höhle Lenskaya Ledyanaya liegt auf gut 60 Grad Nord, wo in der Region aktuell die Grenze des kontinuierlichen Permafrosts verläuft. Wäre es ein bis zwei Grad wärmer, wie während des Interglazials vor etwa 450.000 Jahren, sähe das wohl anders aus: "Das ist möglicherweise die Schwelle, bei der kontinuierlicher Permafrost verwundbar wird", sagt Forscher Vaks.

"Gut und schlüssig argumentiert, tolle Daten, viel Fleißarbeit", lobt Hanno Meyer vom Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in Potsdam die Arbeit. Erstmalig würden Speläotheme genutzt, um die räumliche Veränderung der südlichen Permafrostgrenze nachzuzeichnen. Gerade über die älteren Warmzeiten gebe es in diesen Regionen wenig Informationen. Allerdings sei die Untersuchungsmethode für viele andere Permafrostlandschaften nicht geeignet. Diese Bereiche seien oftmals länger als 500.000 Jahre gefroren - und liegen damit jenseits der Grenze der Datierungsmethode.

Der gefrorene Boden ist - je nach Lage - unterschiedlich dick. Mal handelt es sich nur um ein paar Meter, mal sind es anderthalb Kilometer. Und ein Großteil des Permafrosts liegt viel weiter im Norden als die bisher von Vaks und seinen Kollegen untersuchte Region, zum Teil sogar am Boden des Meeres. Was bedeuten die aktuellen Ergebnisse nun für diese arktischen Bereiche? "Wir wissen, dass wir mit weiteren Untersuchungen weiter nach Norden gehen müssen", gesteht Forscher Vaks ein. In den kommenden beiden Jahren will er zusammen mit seinen Kollegen dort nach weiteren Höhlen suchen - und nach datierbaren Speläothemen.

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insgesamt 203 Beiträge
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1. Planetensanierung und Klima GAU
founder 22.02.2013
Wenn große Mengen Treibhausgase aus dem Permafrost frei kommen, dann ist die große Planetensanierung fällig. Man kann mit 8 kWh Strom 1 kg CO2 aus der Atmosphäre filtern und in C und O spalten. 240.000 TWh sind nötig um 30 Milliarden Tonnen CO2 pro Jahr zu filtern und spalten. Die 12 fache heutige Stromproduktion, selbstverständlich völlig CO2 frei hergestelleter Strom muss das sein. Wenn 1 kg CO2 aus fossiler Verbrennung die Emission von 2 kg CO2 aus Permafrost verursacht, dann brauchen wir 24 kWh um mit den Folgen dieses 1 kg fertig zu werden. Da Phtovoltaik zum Glück schnell billiger wird, rechne ich mit den halben Kosten meiner ursprünglichen Rechnung von 2010. Das bedeutet die Folgekosten von 1 kWh Kohlestrom 1,50 EUR 1 Liter Benzin 3,50 EUR 1 Liter Diesel 4,--EUR Rund 2 Millionenn km² sonniger Wüste muss dann mit Photovoltaik bedeckt werden.
2. Nachhaltigkeit!
Niamey 22.02.2013
Zitat von sysopEin Viertel der Landmasse auf der Nordhalbkugel ist dauerhaft gefroren. Wie ein Tresor umschließt der Permafrost mindestens 1700 Gigatonnen Kohlenstoff. Wie stabil sind diese Regionen? Eine neue Studie legt nahe, dass schon ein geringer Temperaturanstieg fatale Folgen haben könnte. Permafrost: Gefahr für den Treibhausgas-Tresor - SPIEGEL ONLINE (http://www.spiegel.de/wissenschaft/natur/permafrost-gefahr-fuer-den-treibhausgas-tresor-a-884815.html)
Unsere Art und Weise Wirtschaft zu betreiben ist, egal wo auf dem Planeten Erde, nicht nachhaltig und umweltschonend! Wir denken nicht darüber nach wie wir und kommende Generationen überleben, sondern wie wir mit viel Schickimicki "heute" möglichst bequem und mit "Stil" leben. Die Folgekosten sind dabei egal! Anstatt darüber nachzudenken, wie wir das Ecosystem Erde entlasten können, bauen wir mehr Bahnhöfe, mehr Flughäfen, Philharmonien, führen dutzende idiotische Kriege und blähen internationale Organisationen auf (die Aufzählung ist nicht komplett und absichtlich bunt gemischt). Das Geld was dort jedes Jahr verblasen wird, reicht locker aus um in 10 Jahren eine Mond- und in 20 Jahren eine Marskolonie aufzumachen oder in umweltverträgliche Produktionsverfahren zu investieren. Das wiederum könnte der Erde, neben anderen Notwendigkeiten, eine zusätzliche Entlastung bieten. Aber hey, Hauptsache ich kann mit dem letzten Gadget in der Kralle elend zu Grunde gehen. Eine gefährliche Denke. Die Menschheit war noch nie "vernünftig" und wird es auch nie sein!
3. Warum nur...
susuki 22.02.2013
... misstraue ich den Klimaforschern?
4. Wenn der hahn kraht auf dem Mist...
michi_ 22.02.2013
andert sich das Wetter, oder es bleibt, wie es ist... Mit anderen Worten, der Artikel zeigt, dass die Klimaforschung erst am Anfang steht... idiologische Scheuklappen werden uns bei der Klimaforschung nicht helfen... nur solides sachgerechtes wissenschaftliches Arbeiten.
5. Warum wird darüber berichtet,
gustavsche 22.02.2013
aber nicht nicht darüber, dass die Wissenschaftler öffentlich zugeben, den Effekt des CO2 maßgeblich überschätzt zu haben? Übrigens: Kohlenstoffdioxid "wabert" nicht durch die Atmosphäre. Es befindet sich in der Atmosphäre und ist ein ziemlich harmloses Gas. Es ist sogar äußerst nützlich aus Sicht der Pflanzen. Sollten die Permafrostböden auftauen, hätte das keine Folgen für das Erdklima. Wenn es in Siberien wärmer werden soll, wachsen die Pflanzen besser (mehr Feuchtigkeit) und die Pflanzen können freigesetztes CO2 sofort wieder aufnehmen.
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