Vermehrte Freisetzung von CO2 und Methan, ein Teufelskreis. Die Gebiete mit Permafrost gehen weltweit durch die Klimaerwärmung zurück. Fatalerweise werden dadurch erneut Treibhausgase frei und verstärken die Erwärmung weiter.
Böden, die über einen längeren Zeitraum dauerhaft gefroren sind, bezeichnet man als Permafrostböden. Mindestens zwei Jahre Dauer ist die Voraussetzung dafür. Rund ein Viertel der globalen Landmasse sind Permafrost. Der größte Teil liegt davon auf der Nordhalbkugel. Aber nicht nur in der Arktis oder Antarktis, sondern auch in den Hochgebirgen findet man die dauerhaft gefrorenen Böden. Große Teile von Alaska, Russland und Kanada sind kontinuierlich gefroren. Auf der Zugspitze ist das einzige deutsche Permafrostvorkommen.
Rückgang weltweit
Durch menschliche Einflüsse hat sich die Klimaerwärmung in den letzten Jahren weiter verstärkt – allein innerhalb der letzten dreißig Jahre um durchschnittlich 0,6 Grad Celsius. In direktem Zusammenhang damit lässt sich ein Rückgang der Gebiete mit Permafrost beobachten. Besonders betroffen ist die nördliche Hemisphäre, bedingt durch andere Formen des Bewuchses. Während in der Antarktis die größte Fläche von Schnee bedeckt ist, ist in der Arktis Taiga oder Tundra mit niedrigem Pflanzenwuchs vorherrschend.
Treibhausgase im Boden
Während des kurzen Frühjahrs und im Sommer taut die Oberfläche an, so können Pflanzen für eine geringe Zeit wachsen. Durch den darunter gefrorenen Boden kann Schmelzwasser nicht abfließen und staut sich an der Oberfläche. Während ihrer kurzen Wachstumsphase nehmen die Pflanzen über Photosynthese CO2 auf und binden es. Aufgrund der kalten und nassen Umgebung verändert sich die Abbauphase der Pflanzen. Es entsteht mehr Humus als abgebaut wird. Dabei lagert sich langfristig Kohlenstoff im Boden ab.
CO2 oder Methan
Ist beim Zerfall der Pflanzen Sauerstoff dabei, bildet sich Kohlendioxid (CO2), fehlt dieser, entsteht bei der Zersetzung durch Mikroorganismen während der Fäulnis Methangas. Das passiert, wenn sich angestautes Wasser an der Oberfläche befindet. Nach Zahlen des Intergovernmental Panel on Climate Change von 2001 enthalten die nördlichen Permafrostgebiete 455 Gigatonnen Kohlenstoff, rund 25 Prozent des weltweit vorhandenen Bodenkohlenstoffs. In den Sommermonaten kommt es verstärkt zum Auftauen der Böden, dabei wird das eingelagerte Treibhausgas CO2 und das als Klimagas noch wesentlich stärker wirkende Methan (CH4) freigesetzt.
Im Teufelskreis gefangen
Die globale Erwärmung ist vorwiegend auf die Wirkungen der Treibhausgase CO2 und Methan zurückzuführen. Bei einer weiteren Erderwärmung wird allerdings der Rückgang der Permafrostböden beschleunigt, was wiederum zur Folge hat, das weitere eingelagerte Gase freigesetzt werden. Diese entfalten dann ihre schädliche Wirkung auf unser Klima und verstärken den Prozess der Erwärmung weiter. Dadurch werden zwangsläufig weitere Gase freigesetzt. Eine geradezu fatale Beziehung zwischen Klimaerwärmung und dem Permafrost.
Weiterer Faktor Albedo
Der Albedowert gibt an, in welchem Maß die Sonnenstrahlen wieder reflektiert werden. Wird der Boden durch das Auftauen dunkler an der Oberfläche, wird ihn die Sonne stärker erwärmen können. Auch dabei kommt es zu einer verstärkten Klimaaufheizung. Mit der Folge, dass weitere Permafrostböden dauerhaft auftauen und in ihnen gelagerte Treibhausgase freisetzen können.
Entstehende Probleme
Große Flächen von Permafrostböden in Sibirien oder Alaska sind bewohnt und wirtschaftlich genutzt. Die Förderung der Rohstoffreserven ist der wichtigste Faktor. Die dazu nötige Infrastruktur wie Straßen oder Bahnlinien, Häuser und Industrieanlagen werden durch weiteres Auftauen des Bodens stark gefährdet. So können sich ganze Gebiete absenken, die bebaut sind. In Zukunft wird man erhebliche Mittel aufbringen müssen, um die Förderung der Rohstoffe in diesen Gebieten weiter aufrecht zu erhalten. In den Gebirgen führt der Rückgang zu einem größeren Risiko für Erdrutsche und Steinschlag.
Ökologische Veränderungen
Bei weiterer Erwärmung führt das Auftauen der Permafrostgebiete unmittelbar zu vermehrter Nahrung für Mikroorganismen, diese erzeugen wieder mehr Kohlendioxid und Methan. Sie profitieren vom verbesserten Angebot an Nährstoffen. Da es feuchter und wärmer wird, wachsen mehr Pflanzen, deren Verrottung wiederum die Lebensgrundlage für die Mikroorganidsmen darstellt. Werden die betroffenen Gebiete feucht und nass, dann ist mit mehr Methangasen zu rechnen, trocknen Gebiete aus, dann ist mehr CO2 die Folge.
Wird der Boden instabiler, dann verlieren höhere Pflanzen, wie die Fichte, ihren Halt. Schon geringer Wind kann Bäume umkippen. Noch mehr verrottendes Material ist die Folge. In sehr trockenen Gegenden kann das herumliegende Totholz schnell zu Bränden führen. Eine weitere Schädigung des Ökosystems wäre die Folge.
Permafrost und Zukunft
Schon heute zeigt sich eine immer schnellere und stärkere Erwärmung. Neben dem bekannten Szenario, Anstieg des Meeresspiegels, ist der weitere Rückgang der Flächen mit Permafrost zu befürchten, verbunden mit erhöhtem Freisetzen von Treibhausgasen. Es ist damit zu rechnen, dass die heutigen Permafrostgebiete um 10-20% kleiner werden. Weitere Klimaerwärmung wird den Prozess durch die Eigendynamik weiter beschleunigen und verstärken.
Hilfe für das Klima
Mit seinem Erscheinen hat der Mensch das Bild der Erde und ihr Klima bereits stark verändert. Hauptursache ist das Verbrennen fossiler Brennstoffe. Weitreichende folgen sind zu erwarten. Nur schnelles Handeln und Verantwortungsbewusstsein können dafür sorgen, dass die Auswirkungen möglichst gering bleiben werden. Für den Einzelnen mag das Thema Permafrost und Klima weit weg liegen, aber die Auswirkungen liegen bereits vor der Haustür.