Der arktische Permafrost kann so schnell auftauen, dass er Erdrutsche auslöst, Wälder ertrinkt und klaffende Dolinen öffnet. Diese in einer neuen Studie beschriebene schnelle Schmelze kann die arktische Landschaft in nur wenigen Monaten dramatisch verändern.
Schnellschmelzender Permafrost ist ebenfalls weiter verbreitet als gedacht. Ungefähr 20% des Permafrosts der Arktis - eine Mischung aus gefrorenem Sand, Erde und Steinen - haben auch ein hohes Volumen an Grundeis, wodurch sie für schnelles Auftauen anfällig sind. Wenn das Eis, das das felsige Material bindet, schmilzt, hinterlässt es eine sumpfige, erodierte Landoberfläche, die als Thermokarst bekannt ist.
Frühere Klimamodelle haben diese Art von Oberfläche bei der Abschätzung des Permafrostverlusts in der Arktis übersehen, berichteten Forscher. Dieses Versehen verzerrte wahrscheinlich die Vorhersagen darüber, wie viel gebundener Kohlenstoff durch Schmelzen von Permafrost freigesetzt werden könnte, und neue Schätzungen deuten darauf hin, dass Permafrost doppelt so viel Kohlenstoff in die Atmosphäre pumpen könnte, wie Wissenschaftler früher geschätzt hatten.
Gefrorenes Wasser nimmt mehr Platz ein als flüssiges Wasser. Wenn also eisreicher Permafrost schnell auftaut - "aufgrund des Klimawandels oder eines Lauffeuers oder anderer Störungen" - verwandelt es ein ehemals gefrorenes arktisches Ökosystem in ein überflutetes, "suppiges Chaos", das für Überschwemmungen anfällig ist und Bodenkollaps, sagte der leitende Studienautor Merritt Turetsky, Direktor des Instituts für Arktis- und Alpenforschung (INSTAAR) an der University of Colorado Boulder.
"Dies kann sehr schnell geschehen und dazu führen, dass sich relativ trockene und feste Ökosysteme (wie Wälder) innerhalb von Monaten bis Jahren in Seen verwandeln", sagte Turetsky gegenüber Live Science in einer E-Mail.
Im Vergleich dazu "wirkt sich das allmähliche Auftauen über Jahrzehnte langsam um Zentimeter auf den Boden aus", sagte Turetsky.
Feedback erstellen
Überall in der Arktis schmilzt langgefrorener Permafrost, da der Klimawandel die globalen Temperaturen in die Höhe treibt. Permafrost macht ungefähr 15% des Bodens der Erde aus, aber es enthält ungefähr 60% des im Boden gespeicherten Kohlenstoffs des Planeten: ungefähr 1,5 Billionen Tonnen (1,4 Billionen Tonnen) Kohlenstoff, so das National Snow and Ice Data Center.
Beim Auftauen des Permafrosts wird gespeicherter Kohlenstoff an die Atmosphäre abgegeben. Diese Version kann dann die globale Erwärmung beschleunigen. Dieser Zyklus ist als Klimarückkopplung bekannt, schrieben die Wissenschaftler in der Studie.
Tatsächlich könnten Kohlenstoffemissionen von etwa 2,5 Millionen Quadratkilometern schnell aufgetautem Thermokarst ein Klima-Feedback liefern, das den Emissionen von 18 Millionen Quadratkilometern Permafrost ähnelt, die nach und nach aufgetaut wurden, berichteten die Forscher .
Dennoch ist das schnelle Auftauen von Permafrost "in keinem existierenden globalen Modell vertreten", sagte der Co-Autor der Studie, David Lawrence, ein leitender Wissenschaftler am Nationalen Zentrum für Atmosphärenforschung, in einer Erklärung.
Ein plötzliches Auftauen des Permafrosts wurde wahrscheinlich von früheren Emissionsmodellen ausgeschlossen, da es einen so geringen Prozentsatz der Landoberfläche der Arktis ausmacht, erklärte Turetsky.
"Unsere Studie zeigt, dass Modelle beide Arten des Auftauens von Permafrost berücksichtigen müssen - sowohl langsame und stetige Veränderungen als auch abrupte Thermokarst -, wenn das Ziel darin besteht, Klimarückkopplungen in der Arktis zu quantifizieren", fügte Turetsky hinzu.
Die Ergebnisse wurden online am 3. Februar in der Zeitschrift Nature Geoscience veröffentlicht.
