Auswirkungen und Probleme des Klimawandels auf Permafrost und Klima

1. Rückgang und Veränderung der Permafrostgebiete

Die Erwärmung der Erde führt dazu, dass sich die südliche Ausbreitungsgrenze des Permafrosts nach Norden verschiebt und der Permafrost insgesamt flächenmäßig abnimmt. In den betroffenen Regionen taut der Boden im Sommer zunehmend tiefer auf. Prognosen gehen davon aus, dass sich die Tiefe der Auftauschicht in den kommenden 100 Jahren von etwa 50cm auf bis zu 80cm erhöhen könnte. Modellberechnungen zeigen, dass die Fläche der Permafrostgebiete der Nordhalbkugel bis 2080 um etwa ein Drittel schrumpfen könnte.

2. Freisetzung von Treibhausgasen und Rückkopplungseffekte

Beim Auftauen des Permafrosts werden große Mengen an organischem Material durch Mikroorganismen zersetzt. Dabei entstehen Treibhausgase wie Methan und Kohlendioxid, die in die Atmosphäre gelangen und den Treibhauseffekt verstärken. Die im Permafrost gespeicherten Kohlenstoffmengen sind enorm: Schätzungen gehen von 1.000 bis 1.580 Milliarden Tonnen Kohlenstoff aus, was etwa doppelt so viel ist wie aktuell in der Atmosphäre enthalten ist. Die Freisetzung dieser Gase kann zu einer positiven Rückkopplung führen: Mehr Treibhausgase beschleunigen die Erwärmung, was wiederum das weitere Auftauen des Permafrosts begünstigt.

3. Veränderungen von Landschaft und Ökosystemen

Das Tauen des Permafrosts führt zu Bodenabsenkungen und -einbrüchen (Thermokarst), wodurch sich neue Seen bilden oder bestehende Seen versickern, wenn der Untergrund durchlässig wird. Die Vegetation verschiebt sich: Sträucher und Wälder breiten sich nach Norden aus, während Tundraflächen zurückgehen. Dies beeinflusst die Aufnahme und Rückstrahlung von Sonnenlicht (Albedo-Effekt), was wiederum das Klima beeinflusst. Die Wasserführung von Flüssen kann sich erhöhen, was Auswirkungen auf ozeanische Zirkulationssysteme haben kann. Im Gebirge kommt es zu Erdrutschen und Berg- oder Felsstürzen. Das alles passiert vermehrt und stärker, weil der «Klebstoff» fehlt.

4. Auswirkungen auf Infrastruktur und menschliche Nutzung

Wenn Permafrostböden tauen, verlieren sie ihre Stabilität. Gebäude, Straßen, Eisenbahnlinien und Pipelines, die auf Permafrost gebaut wurden, können absacken oder beschädigt werden. Beispiele dafür sind instabile Landebahnen, Eisenbahnlinien und Lecks in Pipelines, die zu Umweltkatastrophen führen können. Küstenregionen mit Permafrost sind besonders anfällig für Erosion, da tauende Böden durch Wellengang schneller abgetragen werden. Häuser und Infrastruktur an arktischen Küsten sind dadurch gefährdet.

5. Zusätzliche physikalische Rückkopplungen

Neuere Forschung zeigt, dass das Auftauen des Permafrosts auch über Veränderungen der Hydrologie und Wolkenbildung das Klima beeinflussen kann. Trockene Oberflächen verringern die Wolkenbedeckung, wodurch mehr Sonnenstrahlung auf den Boden trifft und die Erwärmung weiter verstärkt wird. Diese Rückkopplung kann global relevante Auswirkungen haben.

Fazit:

Der Klimawandel beschleunigt das Auftauen des Permafrosts, was nicht nur die Stabilität von Landschaften und Infrastruktur bedroht, sondern durch die Freisetzung großer Mengen an Treibhausgasen auch den globalen Klimawandel weiter verstärken kann. Die dabei entstehenden Rückkopplungseffekte sind in ihrer Dimension bislang nur teilweise in Klimamodellen berücksichtigt und könnten die Erwärmung noch erheblich verstärken.