Tauender Permafrost als CO2-Schleuder

Stockholm (Schweden) - Die Permafrost-Böden Sibiriens bilden einen gigantischen Kohlenstoffspeicher. In den über alle Jahreszeiten hinweg gefrorenen Böden der Arktisregion lagern geschätzt 1300 Milliarden Tonnen Kohlenstoff – doppelt so viel wie derzeit in der Atmosphäre in Form der Klimagase Kohlendioxid oder Methan. Doch mit steigenden Temperaturen droht der Zerfall dieser Speicher, wodurch sich der Klimawandel weiter beschleunigen würde. Um dieses Risiko besser abschätzen zu können, analysierte nun eine internationale Forschergruppe die CO2-Emissionen aus Permafrostböden in der jüngeren Erdgeschichte bis vor 28000 Jahren. Wie die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift „Science Advances“ berichten, tautem große Teile des Permafrosts in drei vergangenen Warmphasen auf und setzten dabei signifikante Kohlenstoffmengen frei.

Für ihre Permafrost-Analyse untersuchten Örjan Gustafsson von der Universität Stockholm und seine Kollegen einen acht Meter langen Bohrkern aus dem Meeresboden des Lomonossow-Rückens im Arktischen Ozean. Dieser Bohrkern diente ihnen als Klimaarchiv, das in seinen zahlreichen Schichten die Kalt- und Warmphasen von vor 28000 Jahren bis in die vorindustrielle Zeit anzeigt. Über genaue Analysen der im Bohrkern enthaltenen Kohlenstoffisotope C-13 und C-14 und weiterer organischer Substanzen wie etwa Ligninphenole schlossen die Forscher auf den jeweiligen Zustand der Permafrostböden im Laufe der Jahrtausende zurück.

Während des so genannten Dansgaard-Oeschger-Ereignisses 3 vor etwa 27000 Jahren setzte eine relativ schnelle Erwärmung ein. Der Meeresspiegel stieg und Mikroorganismen zersetzten den im auftauenden Permafrost gespeicherten Kohlenstoff zu Kohlendioxid und Methan um. Vor 12900 bis 14700 Jahren folgte die Bølling-Allerød-Warmphase mit ähnlichen Auswirkungen auf den Permafrost. Und schließlich kam es nach der letzten Kaltzeit im frühen Menschenzeitalter Holozän vor 11700 Jahren abermals zu einem Temperaturanstieg, der weite Teile der damaligen Permafrost-Böden auftaute. Über den Zeitraum von vor 26000 bis vor 10000 Jahren stiegen die Temperaturen in der Nördlichen Hemisphäre um etwa 3,5 Grad, der Meeresspiegel stieg um 134 Meter. Parallel schrumpfte der Kohlenstoffspeicher der Permafrostböden um 220 bis 260 Milliarden Tonnen.

Diese Studie zeigt, wie stark Permafrost-Böden auch durch relativ kurze Warmphasen auftauen und Klimagase freisetzen können. Schon eine Erwärmung um wenige Grad reicht aus, um abrupt Permafrost-Böden im großen Maßstab zu verlieren. Auf dieser Basis lässt sich nun genauer abschätzen, wie schnell die heute noch existierenden Permafrost-Böden bei einem weiteren Temperaturanstieg auftauen könnten. Es besteht ein großes Risiko, dass die dabei freigesetzten Mengen an Klimagasen des Klimawandel noch zusätzlich beschleunigen werden.