Klimawandel
Neue Studien zur Klima-Zeitbombe Permafrost
Je feuchter die arktische Tundra wird, desto mehr Treibhausgas Kohlendioxid (CO2) wird sie abgeben. Zu diesem Schluss kommen Forscher der San Diego State University in der Fachzeitschrift "Global Biogeochemical Cycles". Bisher weiß man, dass im Permafrostboden der Arktis gigantische Mengen von Kohlenstoff schlummern und im Falle der Freisetzung infolge der Erderwärmung eine globale Bedrohung darstellen könnten. Welche Prozesse dabei genau zu erwarten sind, weiß man jedoch noch kaum.
14.08.2009
Im Permafrostboden eingeschlossenes Eis, Foto: NASA
Im aktuellen Experiment im Norden Alaskas, das den bisher größten Feldversuch seiner Art darstellt, konnten Forscher bestimmte Annahmen über Zusammenhänge der globalen Erwärmung in der Tundra widerlegen. Hatte man bisher die Folgen des Wasserspiegel-Anstiegs für die CO2-Freisetzung stets bloß im Labor bei Bohrkernen oder in kleinen Feldstudien untersucht, so wählten die Forscher nun einen 1,2 Kilometer langen See als Testobjekt. Dieser befand sich in der North Slope-Region Alaskas, zehn Kilometer vor der Küstenstadt Barrow am Nordpolarmeer, der nördlichsten Stadt der USA. Durch Plastikdeiche unterteilte man den See in drei Abschnitte, ehe das Wasser aus dem mittleren Teil in den nördlichen Teil gepumpt wurde, wodurch dort der Wasserspiegel stieg, der Mittelteil jedoch austrocknete. Den verbleibenden südlichen Teil beließ man zu Vergleichszwecken unberührt. Messinstrumente in Türmen über jedem Seeabschnitt lieferten Daten über die Freisetzung von Gasen wie Methan und CO2.
Die Forscher waren davon ausgegangen, dass ein höherer Wasserstand den CO2-Ausstoß reduzieren würde. Denn sowohl die Vegetation als auch aerobe Mikroorganismen im darunter liegenden Erdboden, die bei der Zersetzung von pflanzlicher Biomasse CO2 abgeben, würden dadurch an Sauerstoff und Licht beraubt, was die Emissionen senken würde. Doch das Gegenteil war der Fall. Der Seeabschnitt mit dem gestiegenen Wasser gab mehr CO2 ab, während der entwässerte Teil wie auch der Kontrollabschnitt unverändert viel CO2 absorbierten. Die Forscher erklären diese Beobachtung durch anaerobe Mikroorganismen im Boden, die auch ohne Sauerstoff CO2 produzieren und unter überschwemmten Land sogar besonders üppig gedeihen.
"Das ist ein Hinweis dafür, dass die hydrologischen Änderungen in der Arktis unerwartete Ergebnisse liefern werden. Sogar unter komplett anaeroben Bedingungen könnten riesige Mengen von Kohlenstoff aus dem Boden in die Atmosphäre freigesetzt werden", berichtet die Forschungsleiterin Donatella Zona. Zudem taute der Permafrost unter den überfluteten Zonen tiefer auf als unter dem entwässerten Abschnitt, was ebenfalls die CO2-Freisetzung steigern dürfte. Da durch ein tieferes Abtauen ältere Kohlenstoffe aus dem Boden freigesetzt werden, geht man davon aus, dass durch die globale Erwärmung in Zukunft älterer Kohlenstoff in die Atmosphäre dringen wird.
Die Forscher waren davon ausgegangen, dass ein höherer Wasserstand den CO2-Ausstoß reduzieren würde. Denn sowohl die Vegetation als auch aerobe Mikroorganismen im darunter liegenden Erdboden, die bei der Zersetzung von pflanzlicher Biomasse CO2 abgeben, würden dadurch an Sauerstoff und Licht beraubt, was die Emissionen senken würde. Doch das Gegenteil war der Fall. Der Seeabschnitt mit dem gestiegenen Wasser gab mehr CO2 ab, während der entwässerte Teil wie auch der Kontrollabschnitt unverändert viel CO2 absorbierten. Die Forscher erklären diese Beobachtung durch anaerobe Mikroorganismen im Boden, die auch ohne Sauerstoff CO2 produzieren und unter überschwemmten Land sogar besonders üppig gedeihen.
"Das ist ein Hinweis dafür, dass die hydrologischen Änderungen in der Arktis unerwartete Ergebnisse liefern werden. Sogar unter komplett anaeroben Bedingungen könnten riesige Mengen von Kohlenstoff aus dem Boden in die Atmosphäre freigesetzt werden", berichtet die Forschungsleiterin Donatella Zona. Zudem taute der Permafrost unter den überfluteten Zonen tiefer auf als unter dem entwässerten Abschnitt, was ebenfalls die CO2-Freisetzung steigern dürfte. Da durch ein tieferes Abtauen ältere Kohlenstoffe aus dem Boden freigesetzt werden, geht man davon aus, dass durch die globale Erwärmung in Zukunft älterer Kohlenstoff in die Atmosphäre dringen wird.
Quelle: UD / pte
