Dünnes Eis - warme Winter beschleunigen Permafrosttauen

Steigende Temperaturen in der Arktis im Winter führen zu dünneren Eisdecken auf flachen Seen; die darunterliegenden Dauerfrostböden tauen.

Die Winter in der Arktis, besonders in Alaska, sind deutlich wärmer geworden. Seit den 1970er Jahren ist im Zuge der Klimaerwärmung auch die Jahresdurchschnittstemperatur am Boden von flachen, bisher komplett zufrierenden arktischen Seen um 2,4 °C angestiegen - und lag in den letzten Jahren sogar über dem Gefrierpunkt. Der bisher darunter liegende Permafrost taut nun rapide. Eine Überraschung, ist man doch bisher davon ausgegangen, dass die beobachtete Wintererwärmung der Arktis nur geringe Auswirkungen auf den Permafrost hat.

Ein internationales Forscherteam berichtet in einer neuen Studie, die im Fachjournal Geophysical Research Letters erschienen ist, dass die vielen Seen, welche etwa 20 bis 40 Prozent der arktischen Landschaft bedecken, nicht mehr so dick zufrieren wie früher. In den 1970er Jahren war in Nord-Alaska eine Wintereisdecke von mehr als zwei Metern Dicke normal. Die Messungen der vergangenen zehn Jahre ergaben jedoch eine durchschnittliche Dicke von deutlich weniger als 1,5 Metern. Damit scheint das Eis der arktischen Seen dem gleichen Trend zu folgen, der für das Meereis auf dem arktischen Ozean schon seit längerem beobachtet wird - das Eis wird dünner und es gibt immer längere eisfreie Perioden.

Wenn die flachen Seen in warmen Wintern nicht mehr bis zum Grund durchfrieren, bleibt dementsprechend flüssiges Wasser am Seegrund erhalten, welches nun auch im Winter Wärme in den darunter liegenden Permafrost abgibt, sagt Co-Autor Guido Grosse vom Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in Potsdam. Das Eis in den Porenräumen der gefrorenen Sedimentschichten beginnt zu schmelzen. Dadurch sacken die Seeböden ab, es wird Wasser freigesetzt und die Seen werden tiefer. Wenn ein gewisser Schwellenwert erreicht ist, setzt unter dem Zentrum der Seen die Bildung sogenannter "Taliks" ein - aufgetaute Zonen unter den Seen die mehrere Zehner Meter tief reichen können, selbst in der ansonsten kalten Arktis.

Die Autoren vermuten, dass dieser nun verstärkt einsetzende Prozess viele unterschiedliche und weitreichende Folgen haben wird : "Dünneres Wintereis auf den Seen kann zur Folge haben, dass es Fischen gelingt, in den Seen zu überwintern. Wir nehmen aber auch an, dass Mikroben am Grund der Seen beginnen werden, die ehemals im Permafrost eingelagerten Tier- und Pflanzenreste zu zersetzen und dabei Treibhausgase freisetzen". Die neuen Beobachtungen deuten an, das der Permafrost in der ansonsten kalten Region Nord-Alaskas stellenweise schon bis zu 70 Jahre früher taut als bisherige numerische Modelle annehmen, die die Seen ansonsten nicht berücksichtigen.

Die Polarforschung steht nun vor einer neuen Herausforderung zukünftiger Expeditionen. "Die arktischen Seen und Tümpel sind normalerweise neun Monate im Jahr zugefroren. Geforscht wird an ihnen jedoch hauptsächlich im kurzen arktischen Sommer. Wenn wir die Zusammenhänge zwischen Seen, Permafrost und Klima jedoch genau verstehen sowie Veränderungen dokumentieren wollen, müssen wir unsere Feldforschung auch im Winter betreiben", sagt Co-Autor Benjamin Jones vom geologischen Dienst der USA (USGS) in Anchorage, Alaska.

Quelle

  Arp, C. D., B. M. Jones, G. Grosse, A. C. Bondurant, V. E. Romanovsky, K. M. Hinkel, and A. D. Parsekian (2016), Threshold sensitivity of shallow Arctic lakes and sublake permafrost to changing winter climate, Geophys. Res. Lett., 43, doi:10.1002/2016GL068506.

Weiterführende Information

 Das Forscherleben in Alaska, Podcast mit Prof. Guido Grosse, Alfred-Wegener Institut (AWI)
 Da Taut sich was zusammen (Artikel der Helmholtz-Gemeinschaft)

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