Tauender Permafrostboden in Russland Forscher entdecken Gefahr durch unterirdische Methanspeicher

In Sibirien haben Forscher erhöhte Konzentrationen von Methan in der Luft festgestellt. Der Gasausstoß stammt vermutlich nicht von Mikroben, sondern aus unterirdischen Höhlen – und könnte den Klimawandel verschärfen.
Dorf Nosok in Sibirien: In Zukunft könnte der tauende Permafrostboden das Leben in Teilen Russlands unmöglich machen.

Dorf Nosok in Sibirien: In Zukunft könnte der tauende Permafrostboden das Leben in Teilen Russlands unmöglich machen.

Foto: Alexander Ryumin / ITAR-TASS / imago images

In einigen Gebieten in Russland haben Forscher eine erhöhte Konzentration des Treibhausgases Methan gemessen. Als wahrscheinlicher Grund gilt das Abtauen der Permafrostböden – allerdings nicht nur, weil es die Zersetzung organischen Materials fördert, sondern auch, weil es Gaskammern unter der Erde freilegen könnte.

Die Studie führte eine Forschergruppe um den Geochemiker Nikolaus Froitzheim von der Universität Bonn durch. Die Untersuchung veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift »Proceedings of the National Academy of Sciences» (PNAS) .

Der Methanwert war erhöht – monatelang

Die Forscher werteten mit Daten aus dem Jahr 2020 die Konzentration von Methan in der Luft aus und betrachteten die jeweilige Beschaffenheit des Bodens. 2020 war eine extreme Hitzewelle über Sibirien gezogen. Die Wissenschaftler stellten fest, dass in zwei Gebieten, in denen der Boden aus Kalkstein besteht, besonders viel Gas freigesetzt wurde: im Norden Sibiriens im Taimyr-Faltengürtel und am Rand der sibirischen Plattform. Die Methan-Konzentration sei dort um etwa fünf Prozent höher als bei vergleichbaren Luftmessungen in Nordsibirien. Und der erhöhte Wert sei über Monate konstant geblieben.

Fast zwei Drittel der Bodenfläche in Russland sind dauerhaft gefroren – dieses Phänomen wird Permafrost genannt. In den Permafrostböden sind riesige Mengen an organischem Material gespeichert: Reste von Pflanzen und Tieren, die noch nicht von Mikroorganismen  zersetzt worden sind. Wenn aber die Temperaturen steigen und der hart gefrorene Boden aufweicht, beginnt der Zersetzungsprozess. Dabei kann auch das Treibhausgas Methan freigesetzt werden, das noch einmal etwa 25-mal schädlicher ist als CO₂. Wie die neue Studie nun zeigt, ist das aber nicht der einzige Weg, auf dem das Gas in die Atmosphäre gelangen kann.

Im Permafrost eingeschlossene Gase entweichen

In den beobachteten Gebieten sei die Bodenschicht aus organischem Material sehr dünn oder sogar gar nicht vorhanden, sagte Froitzheim, der an der Universität Bonn am Institut für Geowissenschaften arbeitet. Deshalb sei es unwahrscheinlich, dass die Zersetzung organischer Substanz in den Böden die Quelle des Methans ist. Er und seine Kollegen vermuten deshalb, dass der tauende Boden durchlässig wird. Aus unterirdischen Höhlensystemen, die im oder unter dem Permafrost eingeschlossen waren, könnten nun gespeicherte Gase entweichen und durch den Boden ihren Weg an die Erdoberfläche finden. Erdgas besteht zum größten Teil aus Methan.

»Die Mengen von Erdgas, die im Untergrund Nordsibiriens vermutet werden, sind gewaltig«, sagte Froitzheim dazu. Und warnte: »Wenn Teile davon durch den tauenden Permafrost in die Atmosphäre gelangten, könnte das dramatische Auswirkungen auf das ohnehin schon überhitzte Klima der Erde haben.« Die Klimakrise könnte noch einmal verstärkt werden.

In Teilen Russlands erschwert der tauende Permafrostboden das Leben der Bewohnerinnen und Bewohner schon jetzt. In manchen Gebieten könnte er es irgendwann unmöglich machen, etwa wenn Gebäude einstürzen, weil der Boden wegsackt.

In Norilsk, der nördlichsten Großstadt der Welt, sind bereits heute Hunderte Häuser nicht mehr bewohnbar. Um Gebäude zu stabilisieren, werden sie mit Pfählen gestützt. Schon im Frühjahr 2020 kam es in der Nähe der Stadt zu einem Unglück, über das international berichtet wurde. Weil die Stützen eines Tanks im tauenden Boden versanken, liefen mehr als 21.000 Liter Diesel aus.

Die Kosten der Schäden werden Milliarden betragen

Weltweit befinden sich mehr als 1.000 Siedlungen und Städte auf den noch gefrorenen Böden in der Arktis. Insgesamt rund fünf Millionen Menschen leben in solchen Siedlungen. Wenn das Abtauen der Böden weiter voranschreitet, könnten in Russland etwa ein Fünftel aller Bauwerke und der Infrastruktur von den Folgen der Klimaerwärmung betroffen sein.

Das russische Umweltministerium schätzt, dass sich die Schäden, die im Zusammenhang mit dem Auftauen gefrorener Böden entstehen, bis 2050 auf bis zu 57 Milliarden Euro belaufen könnten.

vki/dpa
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