Methan im Permafrost

Aus Klimawandel
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Profil der Permafrostzone in Alaska zwischen 60° und 70° n.Br.

1 Auftauen von Permafrost

Besondere Verhältnisse herrschen in den Permafrostböden der hohen Breiten vor allem der Nordhalbkugel. In Gebieten, in denen die Temperatur über mehrere Jahre unter 0 °C liegt, bildet sich dauerhaft gefrorener Boden, der so genannte Permafrost. In den letzten Jahrzehnten ist die Temperatur im Permafrost der Nordhalbkugel um 2-3° C gestiegen.[1] Die Folgen der Erwärmung sind in vielen Gebieten eine Verringerung der räumlichen Ausdehnung der Permafrostgebiete und der Mächtigkeit des dauerhaft gefrorenen Bodens sowie eine Vertiefung des über dem Permafrost liegenden Auftaubodens. Modellprojektionen ergeben eine Verringerung der Permafrostgebiete der Nordhemisphäre bis 2080 um ca. ein Drittel. Die Ausdehnung der zusammenhängenden Permafrostzone von gegenwärtig 10,5 könnte sich sogar auf etwa 1 Million km2 reduzieren. Außerdem wird die saisonale Tiefe des Auftaubodens um bis zu 50% und mehr zunehmen.[2]

2 Kohlenstoffemissionen

Wenn Permafrost im Sommer oberflächlich auftaut, wird bei der Zersetzung von organischem Material Kohlendioxid gebildet und unter anaeroben Bedingungen, z.B. unter der Wasseroberfläche, Methan (CH4). Beim nächsten Gefrieren werden beide Kohlenstoffverbindungen im gefrorenen Boden gespeichert. Die gesamte im Permafrost der Nordhalbkugel gespeicherte Menge an Kohlenstoff wird auf etwa 1000 Gigatonnen[3] C geschätzt,[4] nach neueren Schätzungen sogar auf 1672 Gigatonnen und damit auf die Hälfte des weltweiten Kohlenstoffs im Boden.[5] Schon heute ist der Permafrost eine Netto-Quelle für Methan (d.h. die Emission übertrifft die Speicherung), während er für CO2 noch eine Senke ist.[6] Nach regionalen Messungen zwischen 1970 bis 2000 hat die Kohlenstoff-Emission um 22-66 % zugenommen.[7] Dieser Prozess wird sich wahrscheinlich im 21. Jahrhundert fortsetzen, wodurch dann auch die globale Erwärmung verstärkt wird. Allerdings warnen Forscher auch vor Katastrophenszenarien, da die Prozesse der Methanfreisetzung sehr langsam ablaufen.[8]

3 Rückkopplungseffekte

Nicht alle Veränderungen in heutigen Permafrostgebieten werden allerdings zu einer Verstärkung des Treibhauseffekts führen. Denn auf den aufgetauten Böden werden sich auch neue Pflanzengemeinschaften ansiedeln, die mehr Kohlendioxid aus der Atmosphäre aufnehmen und auch an den Boden weitergeben. Durch diesen Effekt wird die Erwärmung abgeschwächt. Die neue Strauch- und Waldvegetation wird aber regional die Albedo verringern. Dadurch kommt es in der darüber liegenden Atmosphäre zu einer Erwärmung, die nach heutiger Kenntnis die Abkühlungswirkung durch die CO2-Aufnahme übertreffen wird.[9] Über den Netto-Effekt von zunehmender Emission von Methan aus Permafrostböden sowie zunehmender CO2-Aufnahme und Verringerung der Albedo durch Pflanzenwachstum besteht noch keine endgültige Klarheit.

4 Einzelnachweise

  1. ACIA (2005): Arctic Climate Impact Assessment 2005, Chapter 6: Cryosphere and Hydrology
  2. Lawrence, D.M., and A.G. Slater (2005): A projection of severe near-surface permafrost degradation during the 21st century, Geophys. Res. Lett., 32
  3. Eine Gigatonne entspricht einer Milliarde (109) Tonnen oder einer Billion (1012) Kilogramm.
  4. Zimov, S.A., E.A.G. Schuur, and F.S. Chapin III (2006): Permafrost and the Global Carbon Budget, Science 312, 1612-1613
  5. Tarnocai, C., et al: (2009): Soil organic carbon pools in the northern circumpolar permafrost region, Global Biochemical Cycles 23, doi:10.1029/2008GB003327
  6. Anisimov, O. A. (2007): Potential feedback of thawing permafrost to the global climate system through methane emission, Environ Res Lett, 2(4)
  7. Christensen T R, Johansson T R, Akerman H J, Mastepanov M, Malmer N, Friborg T, Crill P and Svensson B H (2004): Thawing sub-arctic permafrost: effects on vegetation and methane emissions Geophys. Res. Lett. 31 (4)
  8. R.A. Kerr (2010): 'Arctic Amageddon' Needs More Science, Less Hype, Science 329, 620-621
  9. IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group II: Impacts, Adaptation and Vulnerability, 4.4.6

5 Weblinks

6 Lizenzhinweis

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