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Gefährlicher Rollentausch der Permafrostseen

Potsdamer Polar-Wissenschaftler warnen Gefährlicher Rollentausch der Permafrostseen

Zunächst war das Forschungsprojekt der Potsdamer Polar-Wissenschaftler auf die Vergangenheit ausgerichtet. Einige der wichtigsten Erkenntnisse bieten aber nun Lehren für Gegenwart und Zukunft.

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Eine Luftaufnahme mehrerer Thermokarst-Seen und eines leergelaufenen Thermokarst-Beckens in der sibirischen Kolyma-Region. Durch Erosion, Tauprozesse und Sedimantablagerungen verändern sich die Seen ständig, was irgendwann dazu führt, dass sie leerlaufen. Foto: Guido Grosse, Alfred-Wegener-Institut

Potsdam Telegrafenberg. "Der bislang klimakühlende Effekt von Seen in Permafrostgebieten könnte sich bei einer immer wärmer werdenden Arktis innerhalb von kurzer Zeit in sein Gegenteil umkehren", warnt Guido Grosse vom Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung auf dem Telegrafenberg. Die Bremser einer zunehmenden Erderwärmung drohen zu Anheizern zu werden.

Die vor rund 10000 Jahren entstandenen Gewässer speichern derzeit noch eine riesige Menge klimaschädlicher Treibhausgase, die der heute in den Regenwäldern deponierten entspricht. Einmal freigesetzt, würde das Methan und zum Teil Kohlendioxid den Klimawandel erheblich beschleunigen. Ursprünglich hatten Grosse und Kollegen im US-Bundesstaat Alaska im Rahmen von Untersuchungen Jahrtausende alter Bohrkerne und Sedimente aus den unzähligen Seen der Arktis ‒ vor allem in Sibirien, aber auch in Kanada ‒ berechnen wollen, wieviel Treibhausgase in Form von Kohlenstoff unterhalb der Gewässer derzeit noch deponiert sind. Zudem sollte in die Rechnung einfließen, wieviel klimaschädliches Methan und Kohlendioxid durch entstandenes Leben dort auf der anderen Seite absorbiert wird.

Als Thermokarst-Sees bezeichnet man Seen, die sich in Senken bilden, welche durch das Tauen des Permafrostbodens entstanden sind. Grafik: PAGE21 - Changing permafrost in the Arctic and its Global Effects in the 21st Century, ein EU-Forschungsprojekt, koordiniert durch das Alfred-Wegener-Institut

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Die sogenannten Thermokarst-Seen waren nach der letzten Eiszeit vor rund 10000 Jahren entstanden. Als die Temperaturen anstiegen, taute der Boden an zahllosen Stellen auf, sackte in sich zusammen und hinterließ Senken, in denen sich Tau- und Regenwasser sammelte. Das Wasser der so entstandenen Seen verstärkt das Auftauen des Permafrostbodens darunter bis in große Tiefen. Im Sediment lebende Mikroben zersetzen Pflanzenreste, die zuvor im gefrorenen Boden eingeschlossen waren und produzieren so jede Menge Treibhausgase. "Uns Forscher verleitete das lange Zeit zu der Annahme, die Seen würden mit ihren Emissionen die globale Erwärmung beständig verstärken", sagt Grosse.

Doch die Wissenschaftler lagen falsch. Die Bilanz in die Rechnung eingebrachter mehrerer Hunderttausend Gewässer durch die Potsdamer zeigt nun, der gegenläufige Effekt durch zusätzliches Leben dort wiegt letztlich viel schwerer. Wenn Permafrost taut, setzt er langfristig viele Nährstoffe frei. Das wiederum führt dazu, dass in den Seen und an ihren Ufern sehr viele Moose und andere Pflanzen wachsen. Die entziehen der Luft mithilfe der Photosynthese Treibhausgase in Form von Kohlendioxid. Auf lange Sicht kühlten sie so bisher das Klima der Arktis, indem sie 1,6-mal mehr Kohlenstoff aufnahmen und speicherten als sie zuvor abgegeben hatten.

Eine Luftaufnahme mehrerer Thermokarst-Seen in der sibirischen Kolyma-Region. Die flachen Permafrostregionen im Hohen Norden sind heutzutage übersäht mit Hunderttausenden Thermokarst-Seen und -becken. Sie entstanden vor allem in der Übergangszeit vom Pleistozän ins Holozän und dem anschließenden Holozän-Wärmemaximum in vielen Teilen der Arktis. Dieses Foto entstand auf einer Expedition im Jahr 2007. Foto: Guido Grosse, Alfred-Wegener-Institut

Quelle:

Eigentlich eine positive Botschaft ‒ doch die Wissenschaftler rechneten weiter und bezogen künftige Entwicklungen in die Analysen ein. Steigen die Temperaturen im Zuge der Erderwärmung weiter und lassen den Permafrostboden in noch größerem Tempo abtauen, könnte der Prozess kippen und die Menge der zunächst frei gesetzten Gase in den Seen die der später durch Photosynthese absorbierten übersteigen. "Was passiert mit diesen großen Kohlenstoffablagerungen in naher Zukunft?", fragt Grosse besorgt. Eine Antwort auf diese Frage will er mit seiner Nachwuchsforschungsgruppe finden, die im Herbst vergangenen Jahres ihre Arbeit am Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung aufgenommen hat und auf den Erkenntnissen der aktuellen Studie aufbaut.´Sie will helfen, die Prozesse im Permafrost besser zu verstehen, um Computermodelle weiter zu entwickeln, die Prognosen dafür erstellen. Die Vorhersagen könnte der Weltklimarat der Vereinten Nationen IPCC in seinen nächsten Bericht zur Erderwärmung integrieren. Bislang finden die Prozesse im Permafrost dort noch keine Berücksichtigung.

Von Gerald Dietz

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