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Was sind Permafrostböden?

Tundra at Adventfjord, Svalbard.jpg

• von lateinisch permanens = dauernd

Als Permafrostboden bezeichnet man einen Boden, der das ganze Jahr über gefroren ist. Permafrost heißt, dass der Boden mindestens zwei Jahre lang ununterbrochen Temperaturen unter dem Gefrierpunkt aufweist.

Der Untergrund kann dabei aus Gestein, Sedimenten oder Erde bestehen, und unterschiedlich große Mengen Eis enthalten. In der Arktis beispielsweise besteht der Untergrund aus bis zu 70% aus Eis.

Wo findet man Permafrostböden?

Derzeit nehmen Permafrostregionen 25% der Erdoberfläche ein.

Die größten Permafrostzonen der Erde liegen in den Tundren oder auch in den nördlichen Nadelwaldgebieten.

Die größten zusammenhängenden Permafrostböden der Erde liegen in der Arktis, der Antarktis oder in Sibirien, es gibt sie aber auch in den Hochgebirgen Europas ,wie den Alpen, und Asiens. Es gibt sie aber auch in gigantischen submarinen (unterseeischen) Gebieten.

In Sibirien dringt der Permafrost bis zu 1.500 m, in Skandinavien bis zu 20 m Tiefe in den Boden ein.

Entstehung von Permafrostböden

Permafrostböden bilden sich dort, wo die Durchschnittstemperatur nicht höher ist als -1 Grad Celsius und der Jahresniederschlag 1.000 Millimeter nicht übersteigt.

Ein Großteil der Permafrostböden sind vor 10.000 bis 100.000 Jahren während der Eiszeiten entstanden, als die Winter so lang und kalt waren, dass kalte Luft bis zu 1,5 km in den Boden eindringen konnte. Dabei wurden gigantische Mengen Kohlenstoffs in Form von Pflanzen und Tieren konserviert. Submariner Permafrost bildete sich, als am Ende der Eiszeit Land durch den ansteigenden Meeresspiegel überflutet wurde und nun unter den Meeresboden liegt.

Dieser Kohlenstoff in Form von Fossilien ist von paläontologischer Wichtigkeit: Es wurden beispielsweise ein gut erhaltenes Wollhaarmammut und 30.000 Jahre alte Viren gefunden. Forschern gelang es Pflanzen aus der Voreiszeit heranzuziehen und Wurmarten wiederzubeleben.

Permafrostboden als gigantischer Kohlenstoffspeicher

In den Permafrostgebieten sind dadurch zwischen 1.300 und 1.600 Gigatonnen organischer Kohlenstoff gespeichert, was der doppelten Menge des in der gesamten Erdatmosphäre (800 Gigatonnen) vorhandenen Kohlenstoffs entspricht. Ein Großteil dieser Tier- und Pflanzenreste befinden sich in den oberen Bodenschichten Hinzu kommen noch unbekannte Mengen Kohlenstoff im submarinen Permafrostboden.

Viel größer ist dieser riesige Kohlenstoffspeicher im Zusammenhang mit den Folgen des Klimawandels.

Permafrost und Klimawandel

Rückgang der Permafrostböden als Folge der globalen Erwärmung

Permafrostböden stellen ein gigantisches Problem für unser Klima dar. Durch den Anstieg der Temperaturen schmelzen große Permafrost-Areale weltweit. Forscher stellten bei Langzeitstudien zwischen 2007 und 2016 einen Anstieg der Bodentemperatur um durchschnittlich 0,3 Grad Celsius fest, im russischen Sibirien erwärmte sich der Boden um beinahe 1 Grad Celsius. Die südlichen Ausbreitungsgrenzen des Permafrostbodens zogen sich durchschnittlich um 50 km teilweise um 80 km nach Norden zurück. Als Folge des Temperaturanstiegs wird der Boden im Sommer tiefer und schneller auftauen als heute üblich. u Experten kritisieren, dass das schmelzen der Permafrostböden so lange ignoriert wurde.

Folgen für die Menschen

Straßen, Eisenbahnlinien und Flugzeuglandebahnen besonders in Sibirien werden durch den aufgetauten Boden instabil und können nicht mehr genutzt werden. Auch Häuser werden durch die Instabilität unbewohnbar. Erdöl- und Gaspipelines in Russland, Alaska und Kanada können ebenfalls instabil werden, sodass Lecks und in der Folge Umweltschäden durch austretendes Erdöl auftreten können

Folgen für die Flora und Fauna

Der Lebensraum für Pflanzen und Tiere wird sich stark verändern, da der Untergrund durch das Auftauen weicher und durchlässige wird.

Was passiert bei dem Zersetzungsprozess?

Nachdem das Eis geschmolzen ist, werden große Mengen an Biomasse freigesetzt, diese Biomasse wird dann von kleinen Mikroorganismen zersetzt. Und dieser Prozess setzt dann die großen Mengen an Kohlenstoffdioxid oder auch Methan frei. Je nachdem ob Sauerstoff vorhanden ist oder nicht entsteht entweder Kohlenstoffdioxid oder Methan. Wenn Sauerstoff vorhanden ist geht das ,aus dem die Biomasse bestehende, Kohlenstoffatom eine Verbindung mit zwei Sauerstoffatomen ein und es entsteht Kohlenstoffdioxid, und wenn kein Sauerstoff vorhanden ist geht das Kohlenstoffatom eine Verbindung mit vier Wasserstoffatomen ein und reagiert zu Methan.