Tauender Permafrost trieb CO2-Anstieg nach der Eiszeit

Von dpa/Markus Brauer

Was passiert, wenn Permafrost auftaut? Forscher der Universität Göteborg kommen zu dem Schluss, dass das Auftauen des Permafrosts am Ende der letzten Eiszeit enorme Auswirkungen darauf hatte, wie stark der Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre zu dieser Zeit gestiegen ist. Der Faktor sei bislang unterschätzt worden.

Bislang ging man demnach davon aus, dass die Erwärmung der Ozeane in der wärmeren Zeit die Hauptursache für den höheren Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre war, weil wärmere und durchmischte Wasserschichten weniger Kohlenstoff speichern können.

Als Permafrost werden Fels, Schutt oder Moränen bezeichnet, die durchgehend Temperaturen unter null Grad haben, also ständig gefroren sind.

Daten aus 21.000 Jahren analysiert

Die enorm dicken Schichten während der Eiszeit beinhalteten Gras und Pflanzen, auf denen sich Gesteinsstaub absetzte. Solche für Eiszeiten typischen Ablagerungen – auch Löss genannt – können Dutzende Meter dick sein. Frieren sie ein, wird der enthaltene Kohlenstoff in der eisigen Schicht gebunden.

Um herauszufinden, zu welcher Zeit wie viel CO2 im Eis gebunden war, werteten die Forschenden Pollenanalysen aus den vergangenen 21.000 Jahren sowie Klimadaten aus. So ließ sich bestimmen, welche Art von Pflanzen zu verschiedenen Zeitpunkten vorherrschten.

„Wir haben uns dafür entschieden, alle tausend Jahre eine Momentaufnahme zu machen. Sobald wir wussten, welche Vegetation vorherrschte, konnten wir abschätzen, wie viel Kohlenstoff im Boden gespeichert war“, erklärt Autorin Amelie Lindgren. „Auf diese Weise konnten wir modellieren, wie der Kohlenstoffaustausch zwischen Boden und Atmosphäre seit der letzten Eiszeit ausgesehen hat.“

Riesige Weltregionen im Eis

Vor rund 21.000 Jahren erreichte die letzte Eiszeit ihren Höhepunkt, ganz Skandinavien und das heutige Kanada waren den Forschenden zufolge unter Eis verborgen und in weiten Teilen Sibiriens, Chinas und Teilen Mitteleuropas herrschte Permafrost.

Mit der Erwärmung vor 17.000 bis 11.000 Jahren taute der Permafrost und setzte CO2 frei. Dieses Ende der letzten Eiszeit betrachtete das Team besonders genau – und kommt zu dem Schluss, dass Emissionen des tauenden Permafrosts für fast die Hälfte des Anstiegs des Kohlendioxidgehalts in der Atmosphäre verantwortlich sein könnten.

Laut früheren Analysen lag die CO2-Konzentration während der Hochzeit bei 180 ppm (parts per million – Teilchen pro Millionen Teilchen) und stieg nach der Erwärmung dann vor etwa 11.000 Jahren auf ein Niveau von 270 ppm.

Moore glichen die zusätzlichen Emissionen aus

Auf lange Sicht bremsten Moore, die sich immer stärker ausbreiteten, die Entwicklung, wie die Wissenschaftler im Fachblatt „Science Advances“ berichten. Sie nahmen große Mengen Kohlenstoff auf und kompensierten so die Emissionen aus dem tauenden Permafrost teilweise.

Seit Beginn der Industrialisierung hat der Mensch jedoch, indem er Kohle, Öl und Gas verbrennt, den natürlichen Kohlenstoffkreislauf aus dem Gleichgewicht gebracht. Die CO2-Konzentration liegt heute bei rund 420 ppm. Heute sind auch viele Moore trockengelegt und können so ihre Rolle als natürliche Kohlenstoffsenke nicht einnehmen.

Auch wenn der Permafrost heute nicht mit den Dimensionen der Eiszeit vergleichbar ist, ziehen die Forschenden den Bezug zur Gegenwart, in der der Permafrost in vielen Weltregionen aufgrund der Erderwärmung taut.

„Damals halfen uns neue Landflächen und Moore, den freigesetzten Kohlenstoff zu binden. Heute verlieren wir jedoch Land durch den steigenden Meeresspiegel – und es ist unklar, wo das zusätzliche CO₂ künftig gespeichert werden könnte“, warnt Lindgren.