KlimaNotizen – ergänzende Infos zum Klimawandel

 
Klimawandel :
Panik, wenn der Permafrost taut ?

Liebe Leser,

was geschieht, wenn der Permafrost taut ? Wird dann der Treibhauseffekt dramatisch verstärkt ?

Eine Sichtung der Fakten bringt Überraschendes hervor. Vor allem über das Kohlendioxid gibt es interessante Erkenntnisse.

Womit das ein Thema für diesen Newsletter ist.

Weitere Themen sind in der Warteschlange.
...
Für Infos, Anregungen und Meinungen bin ich dankbar.
Mehr gibt es außerdem auf der Homepage:
www.KlimaNotizen.de

Mit besten Grüßen

Klaus Öllerer
info@KlimaNotizen.de

 

 
Permafrost :
Panik, wenn der Permafrost taut ?

Permafrost
Einstürzende Altbauten... (... und stabile Neubauten)
Temperaturen in den letzten 8000 Jahren am Beispiel Grönlands
Erhöht auftauender Permafrost die Treibhausgase ?
Schlußfolgerung

Wenn Permafrostgebiete tauen, entstehen Moore. Diese sind Kohlenstoffsenken. D.h. sie nehmen mehr CO2 auf, als sie abgeben.
Gebiete, die von Wasser bedeckt bleiben, geben Methan ab. Ob dieses bei umfangreichen Tauvorgängen zu einer bedeutsamen Anreicherung in der Atmosphäre führen würde, ist fraglich, wie ein Rückblick in die Vergangenheit zeigt. Weitere Forschung ist notwendig.

Permafrost
ist dauernd gefrorener Boden, zu dem z.B. 85% der Fläche Alaskas gehören. Im Sommer taut vielfach die oberste Schicht auf (aktive Lage). Manche Schichten enthalten viel und manche wenig Wasser.
Der Permafrost kann bis zu 1000 m und mehr in die Tiefe reichen.

(8) Beispiel: Aktive Zone (im Sommer getaut), Eiskeil und Erdreich im Permafrost

Seit ca. 50 Jahren wird der Permafrost systematisch kartiert.

(1) Karte der Permafrostgebiete auf der nördlichen Halbkugel

Deutschlandfunk, Forschung aktuell (2) :
Aber an mehreren Stellen auf der Welt versuchen wir 100 und mehr Meter tief in den Permafrost zu bohren, um die Temperaturen zu messen. In diesen Messungen sehen wir, dass derzeit die oberste Lage im Permafrost in einigen Teilen der Welt wärmer wird, in anderen kälter.
...

Die Fragen: Welche Klimafaktoren spielen bei der Entwicklung dieser aktiven Lage eine Rolle, und wie sind sie zu gewichten.

Nach traditioneller Sicht ist die Lufttemperatur im Sommer die treibende Kraft. Das scheint an einigen Plätzen auch der Fall zu sein, aber an anderen sehen wir, dass es noch andere Faktoren gibt. Unserer Meinung nach kommen da die Menge des sommerlichen Regens in Frage, die Dicke der Schneedecke im Winter und die des Schnees im Sommer.

Nach Untersuchungen auf Spitzbergen, Grönland und Schweden sind lokale oder regionale Faktoren ebenso wichtig wie die sommerliche Lufttemperatur. Dazu Ole Humlum:

Wenn es im Winter ungewöhnlich viel Schnee gegeben hat, wird die meiste Zeit im Sommer gebraucht, den Schnee zu schmelzen. Dann bleibt nur wenig Zeit, um die aktive Lage zu tauen. Die wird dann dünn sein, obwohl der Sommer vielleicht sehr warm war. Es ist also recht kompliziert.
...

Wenn Klimamodelle einfach nur Permafrost mit sommerlicher Lufttemperatur verbinden, greifen sie zu kurz. ... (2)

Einstürzende Altbauten...

(4) So kann es aussehen, wenn ein Gebäude durch tauenden Permafrost zerstört wird (Chersky, Russland).

 "Derzeit wächst in Alaska und Nordamerika die sommerliche Auftaulage zwar, aber dafür nimmt sie in Teilen Sibiriens und Russlands ab."...
"Dabei sehen wir, dass sich alle zehn bis 15 Jahre ein Teil der nördlichen Hemisphäre abzukühlen scheint, während sich ein anderer wieder erwärmt", so der Geologe
[Ole Humlum]. Hintergrund seien zyklischen Veränderungen in den nordatlantischen Windströmungen. (7)

Permafrostgebiete sind weltweit nur dünn besiedelt. Ein vermehrtes Auftauen hat für die Betroffenen gravierende Folgen. Erdrutsche können geschehen. Gebäude, Straßen, Eisenbahnen, Pipelines, etc. lassen sich u.U. nur mit intensiver Nachrüstung weiter benutzen oder müssen ganz aufgegeben werden.
Andererseits steht diesen Gebieten bei dauerhaftem Auftauen eine Zivilisierung bevor, wie wir sie in Mitteleuropa in der Vergangenheit auch hatten. Feuchtgebiete werden trocken gelegt und für Ackerbau und Besiedlung erschlossen. Es würden fruchtbare, leicht zu besiedelnde Landschaften entstehen.

... und stabile Neubauten

(4) Dieses Gebäude ist mittels Pfeilern gegen Beschädigungen durch tauenden Permafrost geschützt
- BP operation center, Prudhoe Bay, Alaska -

Wie war das eigentlich früher ? Ist tauender Permafrost erst eine moderne Erscheinung ?
Die Temperaturverläufe der Vergangenheit an vielen Orten (4a) deuten darauf hin, dass auch früher Permafrostböden in größerem Umfang aufgetaut gewesen sein müssen.
Allerdings gab es damals noch keine Zivilisation, deren Errungenschaften ausehenerregend im Boden einsinken und somit Zeugen der Entwicklung werden konnten.

Temperaturen in den letzten 8000 Jahren am Beispiel Grönlands
Eiskerne gehören zu den genauesten Klimaarchiven und liegen dort, wo immer alles gefroren ist.
Der anerkannte Wissenschaftler D. Dahl-Jensen und andere Autoren veröffentlichten in Science eine Studie (3) über die Auswertung der Eiskerne GRIP und Dye 3 in Grönland. Dabei veröffentlichten sie folgende Grafik.


(3) Temperaturen aus dem Eiskern GRIP (rot) und Dye 3 (blau)

Aus vorstehender Grafik ist ersichtlich, dass es um das Jahr 1000 in Grönland ein Grad und vor 4000 Jahren über lange Zeit sogar zwei Grad wärmer war als heute.
Die Alpen waren in den letzten 10.000 Jahren wahrscheinlich mehrfach nahezu eisfrei. (6)

Die gegenwärtige Erwärmung erscheint nach obigen Daten im Zeit- und Temperaturverlauf nicht ungewöhnlich und auch nicht unerwartet zu sein verglichen mit der jüngeren und der ferneren Vergangenheit. Siehe hierzu auch Newsletter Nr. 11 (Grönland) und Nr. 12 (Alaska)

Erhöht auftauender Permafrost die Treibhausgase ?
Ein Teil des dauernd aufgetauten Permafrostbodens wird zu Mooren. Andere Teile bleiben von Wasser bedeckt oder trocknen aus und sind nutzbar.

Kohlendioxid, CO2,
spielt bei auftauendem Permafrost eine in der Öffentlichkeit bisher überschätzte Rolle.
Flache Tümpel und Teiche breiten sich in der polaren Landschaft aus und verändern so die Lebensbedingungen. Neue Pflanzenarten, etwa bestimmte Seggen-Gräser und Torfmoose, wandern ein.

Was das für das Klima bedeutet, darüber rätseln die Forscher noch. Moore sind schließlich "Kohlenstoffsenken", sie binden das Treibhausgas Kohlendioxid. Durch stärkeren Pflanzenbewuchs wird dieser Effekt noch verstärkt, denn die neuen Pflanzen speichern entsprechend mehr Kohlendioxid. Payette: "Es gab immer die Befürchtung, dass zusätzliches CO2 in die Atmosphäre entweicht, wenn der Permafrostboden taut. Weil dann der Abbau von organischem Material einsetzt. Doch durch die neue Vegetationsdecke wird das kompensiert. Die Gräser und Moose nehmen ja ihrerseits CO2 aus der Atmosphäre auf. Das Moor wird also nicht unbedingt zu einer Kohlenstoff-Quelle. Die Bilanz sollte in etwa ausgeglichen sein." Daten aus dem europäischen Permafrost bestätigen das.
(10)

Methan, CH4,
wird durch auftauenden Permafrostboden, der vom Wasser bedeckt bleibt, beim Zersetzen von Pflanzenresten freigesetzt.
... Verglichen mit CO2 wirkt Methan rund 20 Mal so stark. Torben Christensen vom Zentrum für Geo- und Biosphärenforschung an der Universität Lund in Schweden: "Eine Messreihe in Nordschweden zeigt, dass die Abgabe von Methan in der Subarktis in den letzten 30 Jahren erkennbar zugenommen hat, stellenweise um bis zu 60 Prozent." Grund ist der verstärkte Abbau von Pflanzen, weil die Moore jetzt öfter unter Wasser stehen als vorher und das Pflanzenmaterial daher verrottet. Nach den Abschätzungen der Universität Lund überwiegt dieser negative Faktor die erhöhte Kohlendioxidbindung. Bei einer steigenden Atmosphärentemperatur wird sich dieser negative Einfluss daher verstärken. (10)

Folgende Überlegungen können vielleicht vorhandene Ängste relativieren.
Methan ist in der Atmosphäre nur in sehr geringen Anteilen vorhanden (1,75 ppmv), während das CO2 (360 ppmv) deutlich häufiger vorkommt, jedoch auch nur ein Spurengas ist.
 
Ob die Methanfreisetzung aus Permafrostböden auch zu einer Anreicherung in der Atmosphäre führt, ist unklar. Die Forschung hat hier noch keine sicheren Antworten gefunden. (7)

Ein Blick in die Vergangenheit kann jedoch hilfreich sein.
Der Verlauf der Methan-Konzentration in der Atmosphäre der letzten 10.000 Jahre (11) zeigt, dass auch in wärmeren Phasen als heute keine gravierend höheren Werte (0,55-0,75 ppmv) vorkamen - und das auf einem wesentlich niedrigeren Niveau als heute (1,75 ppmv), was andere Ursachen hat.
Die relativ kurze Lebenszeit von Methan in der Atmosphäre von 12 Jahren wirkt sich hier günstig aus.
Seit einigen Jahren stagniert die Methankonzentration in der Atmosphäre (12) und gibt damit den Forschern Rätsel auf.

Schlussfolgerung
Eine Betrachtung der Temperaturen in der Vergangenheit lässt heutige Tauvorgänge als nicht ungewöhnlich erscheinen. Es kann sein, dass sie als Folge einer Erwärmung noch weiter andauern und sich ausweiten. Es kann aber auch sein, dass dort bald eine Trendumkehr zu kühleren Verhältnissen stattfindet. Niemand kann das mit Sicherheit voraussagen.
Die Wahrscheinlichkeit eines bedeutsamen Verstärkens des Treibhauseffektes unserer Erdatmosphäre durch Tauvorgänge scheint eher gering zu sein. Mehr Forschung ist notwenig.

03.04.2005
Klaus Öllerer
letzte Änderung: 03.04.2005

-------------------
Quellen

1. nsidc.org: Permafrost and Frozen Ground
http://nsidc.org/sotc/permafrost.html

2. DLF.de v. 21.7.2003: 
Väterchen Frost auf dem Rückzug

3. SCIENCE 1998 VOL 282 www.sciencemag.org
D. Dahl-Jensen, K. Mosegaard, N. Gundestrup, G. D. Clow, S. J. Johnsen, A. W. Hansen, N. Balling
Past Temperatures Directly from the Greenland Ice Sheet

4. Arktische Konferenz - Arctic Climate Impact Assessment (ACIA)
Impacts of a Warming Arctic: Arctic Climate Impact Assessment
ACIA, Impacts of a Warming Arctic: Arctic Climate Impact Assessment. Cambridge University Press, 2004, http://www.acia.uaf.edu
4a. Chapter 2: Arctic Climate - Past and Present, 2.7.4.2. Early to mid-Holocene

5. Feng Sheng Hu, Emi Ito, Thomas A. Brown, B. Brandon Curry¶, and Daniel R. Engstromi
Pronounced climatic variations in Alaska during the last two millennia

6. BMBF-Studie: "Herausforderung Klimawandel - Bestandsaufnahme und Perspektiven der Klimaforschung" von 2003, S. 43:
“...Rekonstruktionen belegen,dass die Alpen während der letzten zehntausend Jahre wiederholt nahezu frei von Gletschern waren....”
www.bmbf.de/pub/klimawandel.pdf

7. Welt v. 14.08.2003
Klimarisiko aus dem ewigen Eis
... Denn Klimasimulationen zeigen, dass der Permafrost durch die globale Erwärmung schmelzen und große Mengen des Treibhausgases Methan freisetzen könnte. Manche Forscher sehen bereits erste Anzeichen dafür. "Aber für belastbare Aussagen wissen wir viel zu wenig", hält Ole Humlum dagegen. Erst seit wenigen Jahren laufe eine systematische Forschung mit Bohrungen in den Permafrost hinein und einem Netz von Messpunkten rund um den Nordpol. ...

8. http://geography.about.com
Frozen ground in the Arctic

9. www.wildlife.alaska.gov
Permafrost

10. Deutschlandfunk v. 17.12.2004: Unbekannte im Polarkreis

11. www.pages.unibe.ch
Methane and CO2 during the Holocene

12. www.cmdl.noaa.gov :
Carbon Cycle Greenhouse Gases Figures

Newsletter 14

 

Newsletter 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Newsletter abonnieren

If the facts change, I'll change my opinion.
What do you
do, Sir?

(John Maynard Keynes)

KlimaNotizen will dazu beitragen, dass die öffentlichen Diskussionen zur allgemeinen Klimaentwicklung ausgewogener werden.
Daher stehen hier vor allem Informationen, die in der öffentlichen Wahrnehmung zu kurz zu kommen scheinen.
Und daher ist KlimaNotizen selbst auch nicht ausgewogen.
Wer sich ein möglichst objektives Bild über Erkenntnisse und Meinungen verschaffen möchte, sollte selbst alle Informationen zur Kenntnis nehmen.
Dabei können die angeführten Links sehr hilfreich sein.

Impressum:
Klaus Öllerer
Viktoriastr. 5A
D30451 Hannover
Germany
email: klaus.oellerer@oellerer.net
phone: +49 (0)170 / 92 60 771

Die Inhalte angeführter Links und Quellen werden von diesen selbst verantwortet.

Diese Site dient ausschließlich wissenschaftlichen Zwecken