Der arktische Ozean könnte deutlich mehr Kohlenstoff aus tauendem Permafrost langfristig speichern als bisher angenommen. Zu diesem Ergebnis kommt eine Studie des Alfred-Wegener-Instituts (AWI) und des MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften der Universität Bremen. Erstmals konnten die Forschenden quantifizieren, wie viel organischer Kohlenstoff aus tauenden Permafrostböden in die Atmosphäre gelangt und welcher Anteil dauerhaft im Meeresboden eingelagert wird. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nature Geoscience veröffentlicht.
Die Permafrostböden der Arktis sind gewaltige Kohlenstoffspeicher. Sie enthalten rund 1.300 Gigatonnen organischen Kohlenstoff, hinzu kommen weitere große Mengen in den Sedimenten von Flussdeltas und Küstengewässern. Mit der fortschreitenden Erwärmung der Arktis tauen diese Böden zunehmend auf. Über Flüsse und abbrechende Küsten gelangt dadurch immer mehr organisches Material in den Arktischen Ozean. Bislang war jedoch unklar, wie viel davon von Mikroorganismen abgebaut und als Kohlendioxid freigesetzt wird.
Für ihre Untersuchung analysierten die Forschenden Sedimentkerne vor der Permafrostküste von Qikiqtaruk (Herschel Island) im Norden Kanadas. Die Ablagerungen der vergangenen rund 50 Jahre zeigen, dass nur etwa zehn Prozent des eingetragenen organischen Kohlenstoffs von Mikroorganismen zersetzt und dabei in Kohlendioxid umgewandelt werden. Der überwiegende Teil bleibt dagegen langfristig im Meeresboden gespeichert.
Besonders aufschlussreich war die Analyse der Kohlenstoffisotope. Sie zeigte, dass Mikroorganismen frischen organischen Kohlenstoff aus marinen Algen deutlich bevorzugen. Der wesentlich ältere Kohlenstoff aus den Permafrostablagerungen wird dagegen nur langsam umgesetzt. Das spricht dafür, dass tauender Permafrost möglicherweise weniger stark zur Freisetzung zusätzlicher Treibhausgase beiträgt als bisher angenommen. Allerdings betonen die Forschenden, dass ein Teil des Kohlenstoffs bereits während seines Transports vom Land ins Meer abgebaut werden könnte.
Neben den Auswirkungen auf das Klima beeinflusst der Eintrag von Permafrostmaterial auch die Küstengewässer der Arktis. Trübes Wasser und gelöste organische Stoffe verändern die Lichtverhältnisse und können damit die Algenproduktion und letztlich die gesamte marine Nahrungskette beeinflussen. Diese Zusammenhänge sollen ab 2027 im Rahmen der internationalen Forschungskampagne Arctic Pulse genauer untersucht werden.
Die Studie liefert damit wichtige neue Erkenntnisse darüber, welche Rolle der Arktische Ozean als Speicher für Kohlenstoff aus tauendem Permafrost spielt und verbessert die Grundlage für zukünftige Klimamodelle.
Heiner Kubny, PolarJournal