Im Sommer tauen immer mehr arktische Regionen auf, tiefere Schichten frieren im Winter nicht mehr zu.

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Rund 23 Millionen Quadratkilometer der globalen Bodenfläche liegen heute ganzjährig unter null Grad Celsius. Diese Permafrostböden beherbergen gewaltige Mengen an Biomasse: Etwa die Hälfte des weltweit in Böden gespeicherten Kohlenstoffs befindet sich im arktischen Permafrost. In Zeiten der Erderwärmung werden diese Kohlenstoffspeicher zunehmend zur Bedrohung. Durch die steigenden Temperaturen tauen immer tiefere Schichten auf und gefrieren auch im Winter nicht mehr. Das Ergebnis: Bodenmikroben bauen die uralte Biomasse ab und setzen dabei die Klimagase Kohlendioxid und Methan frei.

In einer großen Überblicksstudie kommen Wissenschafter zu dem Schluss, dass die CO2-Bilanz der Permafrostregionen längst ins Negative gekippt sein dürfte: Die winterlichen Emissionen der Arktis würden bereits mehr CO2 in die Atmosphäre bringen, als die Pflanzen in dieser Region jährlich aufnehmen können. "Wir haben gewusst, dass wärmere Temperaturen und auftauender Permafrost die CO2-Emissionen im Winter beschleunigt haben, hatten aber bisher keine Summe für die Winter-Kohlenstoffbilanz", sagte Sue Natali vom Woods Hole Research Center in Falmouth, Massachusetts.

Gemeinsam mit einem internationalen Forscherteam, an dem auch Philipp Semenchuk von der Universität Wien beteiligt war, legte Natali im Fachblatt "Nature Climate Change" die bisher detaillierteste Einschätzung dazu vor.

Ökosysteme im Wandel

Für ihre Studie erfassten die Wissenschafter Messdaten aus mehr als 100 Standorten über die gesamte nördliche Permafrostregion. Sie schätzen, dass dort nach derzeitigem Stand während der Wintersaison (Oktober bis April) 1,7 Millionen Tonnen Kohlenstoff aus dem Boden entweichen. Demgegenüber steht eine geschätzte Kohlenstoffaufnahme von nur einer Million Tonnen in dieser Region während der Vegetationszeit.

Den Modellen zufolge wird der winterliche Kohlenstoffverlust künftig stark zunehmen, im schlimmsten Fall um mehr als 40 Prozent bis zum Ende des Jahrhunderts. Die Forscher weisen aber darauf hin, dass auf der riesigen Landfläche, die von diesen Veränderungen betroffen ist, viel mehr wissenschaftliche Überwachung nötig wäre. "Unsere Daten sind begrenzt, aus diesem Grund ist es schwierig, sich in Echtzeit ein Bild davon zu machen, wie schnell sich die Ökosysteme verändern."

Desaströse Torfbrände

Dass Klimaforscher nicht nur die auftauenden Kohlenstofflagerstätten im hohen Norden im Auge behalten sollten, stellt indes eine Studie zum Zustand der Moore Europas unter Beweis. Die Bedeutung von Moorgebieten für das Klimasystem ist kaum zu überschätzen: Diese Feuchtgebiete machen nur etwa drei Prozent der weltweiten Landfläche aus, speichern aber mehr als doppelt so viel Kohlenstoff wie die Wälder der Erde. Auch sie sind einem starken Wandel unterworfen, der für das Klima verhängnisvoll werden könnte, wie Wissenschafter im Fachblatt "Nature Geoscience" berichten.

Die Untersuchung von 31 Moorgebieten in Europa zeigt, dass ein Großteil davon zunehmend austrocknet. Das gefährde nicht nur das künftige CO2-Speicherpotenzial, sondern erhöhe die Gefahr für desaströse Torfbrände, bei denen Unmengen an Treibhausgasen freigesetzt würden, so die Studienautoren: "Der Klimawandel und menschliche Aktivitäten könnten diese wichtigen Ökosysteme in eine globale Emissionsquelle verwandeln." (David Rennert, 24.10.2019)