Permafrost der kanadischen Hocharktis taut stark

Klimawandel treibt weit verbreitete Thermokarst-Entwicklung schnell voran

“Wie im Sommer 2090 – In der Arktis weicht der Permafrostboden derzeit mit ungeheurer Geschwindigkeit auf”, schrieb Hanno Charisius am 17.06.2019 in der Süddeutschen Zeitung. Messungen zufolge sei in einigen kanadischen Regionen der Boden bereits so stark aufgetaut, wie es Experten erst für 2090 erwartet hätten. An einzelnen Stellen sei der Boden zwischen 2003 und 2016 gar um 90 Zentimeter abgesackt. Ursache für das große Schmelzen sei eine Reihe ungewöhnlich heißer Sommer, schreibt eine Gruppe um die britische Geologin Louise Farquharson im Fachblatt Geophysical Research Letters.

Foto: Im Sommer 2008 aufgetaute Thermokarst-Seen über Permafrostboden der kanadischen Hudson Bay, etwa 900 km von Grönland entfernt – Thermo- oder Kryokarst bezeichnet einen durch auftauende Permarfrostböden ausgelösten Landformungsprozess. Durch das Auftauen verändert sich die Oberfläche der Landschaft massiv, Hügel und Mulden entstehen. Foto © Steve Jurvetson – Flicker.com, CC BY 2.0, commons.wikimedia.org.

Aus dem tauenden Boden gelangen gewaltige Mengen Kohlendioxid und Methan in die Atmosphäre. Etwa ein Viertel der Landfläche der nördlichen Hemisphäre ist dauerhaft gefroren und enthält etwa doppelt soviel Kohlenstoff wie in der Atmosphäre. Daher gilt der Permafrostboden als eines der bedeutendsten Kippelemente (siehe: solarify.eu/kipp-elemente-kipp-schalter) im Erdsystem. Denn wenn die Böden im großen Maßstab zu tauen anfangen, kann der Vorgang nicht mehr zurückgedreht werden . er ist irreversibel.

Thermokarst Entwicklung in der kanadischen Hocharktis – aus der Studie

Die Klimaerwärmung in Regionen mit eisreichem Permafrost kann zu einer weit verbreiteten Thermokarst-Entwicklung führen, welche die Landschaft neu gestaltet und die Infrastruktur beschädigt. Die Autoren veröffentlichen standortübergreifende Zeitreihenbeobachtungen, die Bodentemperaturmessungen mit Thermokarst-Entwicklung in einer Region mit sehr kaltem Permafrost verbinden. In der kanadischen Hocharktis zwischen 2003 und 2016 führten eine Reihe von abnormal warmen Sommern dazu, dass die mittleren Auftauindizes 150-240 % über dem Normalwert von 1979-2000 lagen, was die Böden im Beobachtungszeitraum von 12 Jahren teils bis zu 90 cm absinken ließ.

Die Daten zeigen, dass trotz niedriger Jahresmitteltemperaturen ein sehr kalter Permafrost (<-10°C) mit massivem oberflächennahen Bodeneis sehr anfällig für schnellen Permafrostabbau und Thermokarstentwicklung ist. Das könnte auf eine geringe thermische Pufferung durch organische Bodenschichten und oberflächennahe Vegetation sowie das Vorhandensein von oberflächennahem Grundeis zurückzuführen sein. Die beobachteten maximalen Auftautiefen an unseren Standorten übersteigen bereits heute die nach RCP 4.5 bis 2090 prognostizierten Werte.

Permafrost ist Boden, der zwei Jahre oder länger bei oder unter 0° C bleibt und einem Großteil der Arktis zugrunde liegt. Permafrost in arktischen Tieflandgebieten ist häufig durch große Mengen an Boden-Eis gekennzeichnet, das dazu führt, dass die Bodenoberfläche beim Schmelzen zusammenbricht. Da sich die Arktis erwärmt, wird erwartet, dass der eisreiche Permafrostabbau weit verbreitet sein wird. Unsere Daten zeigen, dass sehr kalter Permafrost, der eine mittlere jährliche Bodentemperatur von -10°C oder niedriger hat, einen schnellen Anstieg der aktiven Schichtdicke auf jährlichen Zeitskalen erlebt. An drei Permafrostmessstellen in der kanadischen Arktis haben die Autoren beobachtet, wie wärmere als die durchschnittlichen Sommerlufttemperaturen dazu geführt haben, dass sich die aktive Schicht vertieft hat, oberflächennahes Bodeneis geschmolzen ist und die darüberliegende Bodenoberfläche untergeht, was in einigen Fällen zur Bildung kleiner Auftauteiche führte. Unsere Ergebnisse zeigen, dass sehr kaltes Permafrostgebiet schnell auf die anhaltende Erwärmung reagiert.

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