Lass es kontinuierlich sein, Diskontinuierlicher, sporadischer oder isolierter Permafrost bedeckt etwa ein Viertel der nördlichen Hemisphäre oder etwa 22,8 Millionen Quadratkilometer: 50 % der Landoberfläche Russlands und Kanadas, 22 % Chinas und 82 %. von Alaska (ungefähr 15 % der gesamten Landmasse der kontinentalen Vereinigten Staaten). Darüber hinaus sind derzeit fast 90 % der zirkumpolaren Moore, die sich nach der letzten Eiszeit vor etwa 10.000 Jahren gebildet haben, im Permafrost eingeschlossen; Davon bilden die Hudson Bay Lowlands im Norden von Manitoba, Ontario und Quebec eine der größten zusammenhängenden Regionen dieser Art. Diese Zahlen sind wichtig für globale Klimawandelszenarien und für Kanadas Rolle in diesen Szenarien, insbesondere weil im Permafrost eingeschlossene organische Stoffe 50 % des globalen unterirdischen Kohlenstoffspeichers ausmachen, viermal so viel wie die Menge an Kohlenstoff, die durch alle menschlichen Aktivitäten seit 1850 freigesetzt wurde. Falls signifikant Wenn Permafrostgebiete auftauen und auch nur einen Bruchteil dieses Kohlenstoffs als Treibhausgase (THGs) freisetzen, warnen Wissenschaftler, dass dadurch eine Rückkopplungsschleife entstehen würde, die die schnellen Klimaveränderungen, die wir bereits erleben, beschleunigen könnte.
Beginnen wir mit der schlechten Nachricht: Das Auftauen des Permafrosts hat bereits begonnen; es ist weit verbreitet, beschleunigt und ist irreversibel. Auch wenn es in einem kurzfristigen Nachrichtenzyklus nicht so aufregend ist wie das Aufbrechen des antarktischen Schelfeises, eine Rekordhitzewelle in Alaska oder ein katastrophaler Atlantiksturm, ist der Prozess, durch den Millionen Quadratkilometer gefrorener Boden gefährlich schwammig werden, in vollem Gange. Es geht mit sichtbaren Auswirkungen auf die Ökologie, Hydrologie und Landschaften des Nordens sowie mit Umwelt-, Ernährungs- und Infrastrukturproblemen für die Gemeinden einher.
Nun zu den weniger schlechten Nachrichten: Studien offenbaren tatsächlich die komplexe Natur des Verschwindens des Permafrosts, und obwohl die Besorgnis weiterhin besteht, handelt es sich möglicherweise nicht um die tickende Zeitbombe, die einige vorhergesagt haben. Im Gegenteil ist das Verschwinden des Permafrosts wahrscheinlich nur ein weiteres Phänomen der globalen Erwärmung, auf das wir achten, uns anpassen und Abhilfe schaffen müssen.
Der Wissenschaftler, den ich in Churchill traf, war Peter Kershaw, ein pensionierter Forscher der University of Alberta und Spezialist für menschliche Störungen in Tundra und Wäldern. Peter Kershaw überwacht seit über 15 Jahren die Reaktion des Ökosystems auf Veränderungen im Permafrost in der Nähe von Churchill und war Hauptforscher einer 45-jährigen Studie, die auch mehrere Standorte auf Mount Selwyn und Mount Mackenzie in den Territorien umfasste. des Nordwestens. Es überwachte sowohl den Rückgang des Permafrosts als auch die Wanderung der Baumgrenze in Richtung Nordpol. Urlaubsfreiwillige wie ich, die unbedingt mit eigenen Augen sehen wollten, wie die globale Erwärmung die natürlichen Kohlenstoffspeichersysteme des Planeten untergräbt, lieferten die menschliche Energie für seine Arbeit.
Ich verbrachte eine Woche damit, inmitten von Mückenwolken in der Tundra zu knien, mit einer Lupe Baumsämlinge zu finden, die nicht höher waren als das schwammige Moos, in dem sie wuchsen, und das jährliche Wachstum zu messen. größere Bäume, vorher markiert. Die Abendvorträge, gespickt mit Grafiken, Tabellen und Vorher-Nachher-Fotos, boten eine traurige Litanei über steigende Temperaturen, zurückweichende Gletscher, schrumpfendes Meereis und sich verändernde Schneedecke. Nichts davon ist neu, außer dem Ausmaß dieser Phänomene, die alle auf einen schnellen, einseitigen Klimawandel hinweisen: Das Klima erwärmt sich überall, in der Arktis doppelt so schnell und unter der Erde noch schneller. . Es ist daher klar, dass Permafrost nicht nur das eindimensionale Konzept ist, das sein Name impliziert.
Die einfache Definition von Permafrost – Gestein oder Boden, dessen Temperatur mindestens zwei aufeinanderfolgende Jahre lang bei oder unter 0 °C bleibt – endet hier. Permafrost besteht aus einer aktiven Schicht unterschiedlicher Dicke, die jedes Jahr auftaut und wieder gefriert und auf einer tieferen, dauerhafteren Schicht ruht. Die Verteilung von Permafrost in einer Landschaft gilt als kontinuierlich, wenn sie 91 bis 100 % der Fläche bedeckt, als diskontinuierlich, wenn diese Abdeckung 51 bis 90 % beträgt, als sporadisch, wenn sie 10 bis 50 % beträgt, und als isoliert, wenn sie weniger beträgt. bei 10 % (wie es für einen Großteil des alpinen Permafrosts der Fall ist). Permafrost kann trocken sein, mit geringem Wassergehalt, oder eisreich, wenn der Eisgehalt die gesättigte Feuchtigkeitskapazität des Bodens übersteigt. Der letztere Fall von überschüssigem Eis ist für die meisten Eigenschaften des Permafrosts verantwortlich: die miteinander verbundenen Eiskeile, die sich in vertikalen Rissen bilden und so vieleckige Formen auf dem Boden erzeugen; die ausgeprägten kegelförmigen Pingos mit Eiskernen, die im Mackenzie-Delta häufig vorkommen; die einzelnen Eislinsen, die unter Torfhügelstrukturen wie Palsas liegen.
Das schnelle Auftauen von eisreichem Permafrost führt auf verschiedene Weise zu Bodensenkungen. Diese als Thermokarst bezeichneten Prozesse führen dazu, dass Torfmoore zu wasserhaltigen Kratern zusammenbrechen, was auch zu Bodensenkungen, Erdrutschen und der Vergrößerung (oder gelegentlichen Austrocknung) von Seen führt.
Peter Kershaw argumentierte, dass sich die aktive Schicht erheblich erwärmte und sich daher ausdehnte, um mehr Treibhausgase wie Kohlendioxid und Methan freizusetzen. Die 10 bis 20 Meter tiefe Dauerschicht erwärmt sich langsamer. Ein Großteil des Permafrosts ist tief vergraben (in manchen Teilen Sibiriens mehr als einen Kilometer tief), sodass nur wenige Menschen damit rechnen, dass er jemals den gesamten gespeicherten Kohlenstoff freisetzen wird; Modelle deuten im Allgemeinen darauf hin, dass selbst bei den pessimistischsten Emissionsszenarien in Zukunft bestenfalls nur 10–20 % davon entweichen könnten. Aber es gibt ein Problem mit den Modellen.
Meine Reise nach Churchill fand im Juni 2012 statt und in den sechs Jahren seitdem waren fünf davon die heißesten auf der Erde. Jüngste Beobachtungen in Alaska und Sibirien zeigen, dass sich aktive Schichten viel schneller erwärmen, als Modelle vorhersagen. Diese Behauptung wird durch eine bahnbrechende Studie gestützt, die 2017 in der Zeitschrift Nature Climate Change veröffentlicht wurde. Sie untersuchte, wie schnell der Permafrost zwischen 1960 und 1990 tatsächlich auftaut, und stellte fest, dass er etwa 20 % empfindlicher auf die Erwärmung reagierte. als die Modelle vorgeschlagen.
Dies verdeutlicht die Grenzen der Modelle, die derzeit zur Vorhersage zukünftiger Klimaszenarien verwendet werden – sie können einfach nicht alle Nuancen erfassen, die mit großen Veränderungen des Permafrosts einhergehen. „Die Divergenz zwischen einigen der besten Modelle der Welt ist enorm, aber es gibt keine einfache Antwort auf die Frage nach dem Warum“, sagt Antoni Lewkowicz, Professor am Fachbereich Geographie, Umwelt und Geomatik der Universität Ottawa und Präsident des Canadian Permafrost Verein.
Professor Lewkowicz ist Dekan der Permafrostwissenschaft in Kanada und hat seit 1976 im gesamten Norden gearbeitet, von Labrador über den Yukon bis zur Hocharktis. „Permafrostverlust ist ein unglaublich kompliziertes System mit vielen beweglichen Teilen. Wir erforschen es hauptsächlich durch Modellierung und ortsspezifische Studien, würden es aber gerne erweitern können. »
Professor Lewkowicz stellt die Frage, wie viel Kohlenstoff tatsächlich vorhanden ist, wie mobil er ist und ob ein Teil davon von Pflanzen aufgenommen wird. Er stellt fest, dass einige Teile der Tundra bereits grün werden – eine faktische Absorption von Kohlenstoff –, aber die daraus resultierenden Sträucher vertiefen auch die Schneedecke, was zu einer zusätzlichen Erwärmung führen kann, die mehr Gase an die Erde abgeben würde. Gewächshaus. „Manche Veränderungen vollziehen sich schneller als erwartet und sind nicht trivial, aber sie scheinen auch nicht katastrophal zu sein“, sagt er. Wir müssen dies weiter untersuchen, denn um die Klimaziele zu erreichen, müssen wir letztendlich den Permafrostverlust und die daraus resultierende Kohlenstofffreisetzung in unsere Berechnungen einbeziehen. »
Obwohl Studien, die auf eine Klimakatastrophe hinweisen, häufig Schlagzeilen machen, scheint der Konsens in Kanada der Lewkowicz-Doktrin bestimmter, aber allmählicher Auswirkungen zu folgen. „Die Verteilung des Permafrosts im Norden gleicht einem Rätsel“, erklärt er. Die oberen drei Reihen – der kontinuierliche Permafrost – sind vollständig, die nächsten drei Reihen sind unvollständig, machen aber vielleicht 80 % des Bildes aus, und ganz unten – der südliche Rand des diskontinuierlichen Permafrosts – gibt es vereinzelte Stücke, die langsam verschwinden. »
David Olefeldt, Assistenzprofessor an der Fakultät für Agrar-, Lebens- und Umweltwissenschaften der University of Alberta, der den Kohlenstoffkreislauf in borealen und arktischen Feuchtgebieten untersucht, stimmt dem zu. „Wir haben ein Katastrophenszenario mehr oder weniger ausgeschlossen, aber wir erhalten viele Informationen, die darauf hindeuten, dass sich das Klima dennoch verändern wird“, erklärt er. Einfach ausgedrückt würde dies ein weiteres Deutschland oder die Vereinigten Staaten zur Liste der Treibhausgasquellen in der Atmosphäre hinzufügen. Das Auftauen des Permafrosts allein bewegt das Klima nicht in eine Richtung, in die es sich nicht bereits bewegt, sollte aber ernst genommen werden. Es liegt immer noch an uns, zukünftige Emissionen zu verwalten – unsere Entscheidungen wurden uns nicht genommen. »
