Nördliche Arktis Permafrostboden taut früher als erwartet

  • Die Luft der Arktis hat sich bereits um drei bis vier Grad Celsius stärker erwärmt als im Rest der Erde. Dass deshalb Gegenden der südlichen Arktis nicht mehr ganzjährig zufrieren, war bekannt.
  • Für den Norden aber hatten aktuelle Klimamodelle solche Tauprozesse erst für die zweite Hälfte des Jahrhunderts vorausgesagt.
  • Doch offenbar beginnt der nördliche Boden bereits aufzutauen. Dadurch entweichen Treibhausgase wie Kohlendioxid und Methan in die Atmosphäre.
Von Angelika Jung-Hüttl

Sergej Zimow und sein Sohn Nikita haben sich vorgenommen, die sibirische Tundra umzugraben. Die beiden russischen Ökologen wollen in Ostsibirien, 360 Kilometer nördlich des Polarkreises, am Fluss Kolyma eine Eiszeitlandschaft erschaffen. Eine Kältesteppe so groß wie Liechtenstein, in der Jakuten-Pferde und Rentiere, Elche, Moschusochsen, Bisons und Wisente weiden sollen. Bei den Arbeiten für ihren "Pleistozän-Park" haben sie etwas Ungewöhnliches entdeckt: In 50 Bohrlöchern haben sie Bereiche gefunden, in denen der arktische Tundraboden selbst im Winter nicht mehr vollständig gefriert.

"Das hat auch uns überrascht", sagt Guido Grosse, Leiter der Permafrostforschung am Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung (AWI) in Potsdam. "Denn in dieser Region herrschen normalerweise von September bis April Lufttemperaturen bis zu minus 40 Grad Celsius." Gegenden, die ganzjährig nicht mehr zufrieren, sind bisher nur vom südlichen Rand des Permafrostes bekannt - etwa vom Yukon-Delta in Alaska. Die aktuellen Klimamodelle sagen solche Tauprozesse in der nördlichen Arktis erst für die zweite Hälfte des Jahrhunderts voraus.

Wenn der Untergrund nicht mehr gefroren ist, werden Bakterien aktiv und produzieren CO₂

Taut also der Permafrost, weltweit immerhin ein gutes Fünftel der Landmasse, schneller als erwartet? Die negativen Folgen wären enorm. Nicht nur, dass in den arktischen Siedlungen Häuser und Straßen sowie die Pipelines der Ölfirmen instabil werden, weil ihr hart gefrorener Untergrund aufweicht. Beim Tauen der Dauerfrostböden, die viele abgestorbene Pflanzenreste enthalten, werden außerdem Abermilliarden Bodenbakterien aktiv, welche das organische Material zersetzen. Dabei entweichen Treibhausgase wie Kohlendioxid und das 25-mal klimaschädlichere Methan. Das könnte die Erderwärmung noch zusätzlich beschleunigen.

Bereits jetzt hat sich die Luft der Arktis um drei bis vier Grad Celsius stärker erwärmt als im Rest der Erde. Dies hängt damit zusammen, dass immer mehr Eis an Land und auf dem Meer schmilzt. Die dunklere Oberfläche reflektiert das Sonnenlicht kaum noch, sondern absorbiert es, was die Erwärmung beschleunigt Die arktischen Sommer dauern nun einige Wochen länger als noch vor wenigen Jahrzehnten.

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Nur 18 Kilometer vom Pleistozän-Park entfernt erforscht Mathias Goeckede vom Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena seit fünf Jahren den Gasaustausch zwischen Permafrostboden und der Luft. Ihm ist aufgefallen, dass sich in dieser Zeit der Boden nahe der Oberfläche um mehrere Grad Celsius erwärmt hat, und dass die Schneedecke im Winter dicker wird.

Vor vier Jahren habe die Schneehöhe maximal 80 Zentimeter durchmessen. "Im Winter 2017/2018 war es fast doppelt so viel - über 1,50 Meter", sagt der Wissenschaftler. So eine dicke Schneeschicht wirkt isolierend. Sie hält die sommerliche Wärme im Boden und hindert die kalte Winterluft daran, das Erdreich durchzufrieren. Das könnte die Ursache für die Bodenerwärmung in dem Forschungsareal und bei den Zimows sein. "Es kann sich bei diesen Zahlen allerdings auch nur um eine natürliche Variabilität handeln", gibt der Biogeochemiker zu bedenken. "Wenn das allerdings zum Trend wird, dann ist es ein Alarmzeichen."