Das geheime Leben des Permafrosts: Wenn gefrorene Böden CO2 binden statt freisetzen
Auf dem Qinghai-Tibet-Plateau, das als die größte zusammenhängende Permafrostlandschaft außerhalb der Arktis und Antarktis gilt, forschen Wissenschaftler zur Rolle des tauenden Permafrosts in der Kohlenstoffbilanz von Gebirgsflüssen. Wer hätte gedacht, dass dieser gefrorene Boden, der so viele Geheimnisse birgt, nicht nur als Emissionsquelle fungiert? Eine neue Studie, veröffentlicht im Fachmagazin Nature, zeigt auf, dass chemische Gesteinsverwitterung tatsächlich CO2 aus der Luft bindet und damit das Bild vom Permafrost als gefährliche Kohlenstoffbombe relativiert. Ziemlich spannend, oder?
Die Forscher, unter anderem von der Ludwig-Maximilians-Universität München, haben in rund 50 Flüssen die Kohlendioxid-Emissionen sowie die chemische Zusammensetzung des Wassers analysiert. Dabei stellte sich heraus, dass die chemische Verwitterung im Mittel etwa 78% der CO2-Emissionen aus Flüssen kompensiert. In bestimmten Regionen, wo sporadischer Permafrost vorkommt, kann dieser Wert sogar über 100% steigen. Das zeigt, wie unterschiedlich die Auswirkungen des Klimawandels je nach Region sein können.
Wie Permafrost und Gesteinsverwitterung zusammenwirken
Permafrost, das sind Böden oder Gesteine, die mindestens zwei Jahre unter dem Gefrierpunkt bleiben und dabei eine Menge organischen Kohlenstoff speichern. Wenn die Temperaturen steigen, beginnt der Boden aufzutauen. Mikroorganismen nutzen die Gelegenheit und bauen das organische Material ab, was zu CO2-Emissionen führt. Hier beginnt der Teufelskreis: Das Auftauen verstärkt die Erderwärmung, was wiederum zu weiterem Permafrost-Tau führt. Aber Moment mal! Bei diesem Prozess kommen frische Mineraloberflächen mit Wasser und gelösten Stoffen in Berührung, und genau hier tritt die chemische Verwitterung auf.
Silikatminerale, die in diesen Gebieten vorherrschen, können CO2 langfristig in Form von Karbonat oder Hydrogencarbonat binden. Das klingt fast wie ein Zaubertrick! Die Studie zeigt auch, dass in Regionen mit durchgängig gefrorenem Boden die Kompensationsrate durch chemische Verwitterung nur etwa 15% beträgt. Das ist nicht gerade viel, aber in Gebieten mit sporadischem Permafrost kann das Ganze eine ganz andere Dimension erreichen. Und das ist wichtig, denn der Einfluss der Gesteinsverwitterung könnte mit dem fortschreitenden Auftauen des Permafrosts an Bedeutung gewinnen.
Die Rolle der Mineralien im Kohlenstoffkreislauf
Ein weiterer spannender Aspekt ist, dass die Art der freigesetzten Minerale einen großen Einfluss auf den Gesamteffekt hat. Während die Verwitterung von Silikatgesteinen die CO2-Emissionen aus Permafrostböden verringern kann, kann die Oxidation von Schwefelmineralien wie Pyrit diese sogar verstärken. Hier wird klar, wie komplex und vielschichtig der Kohlenstoffkreislauf ist. Und das ist nur die Spitze des Eisbergs!
Die Untersuchung erstreckt sich über ein Gebiet von etwa 780.000 Quadratkilometern und Höhenlagen von 1.650 bis 4.820 Metern. Ein internationales Forschungsteam aus Deutschland, China, Großbritannien, den USA, Schweden und der Schweiz hat hier zusammengearbeitet. Die Analyse zeigt, dass 35% der CO2-Emissionen aus den Flüssen durch chemische Verwitterung kompensiert werden. Das ist eine signifikante Zahl, auch wenn die menschengemachten CO2-Emissionen um den Faktor 100 größer sind als die durch Silikatverwitterung gebundene Menge. Ein bisschen ernüchternd, aber dennoch ein wichtiger Schritt in der richtigen Richtung!
Ein bisschen mehr Licht auf diese komplexen Zusammenhänge könnte uns helfen, die Auswirkungen des Klimawandels besser zu verstehen. Die Studie plädiert dafür, alle Mechanismen im Kohlenstoffkreislauf ganzheitlich zu betrachten. Schließlich ist es leicht, voreilige Schlüsse zu ziehen, wenn man nur einen Teil des Bildes sieht. Diese Forschung könnte nicht nur für das Qinghai-Tibet-Plateau von Bedeutung sein, sondern auch für andere Permafrostgebiete weltweit. Man darf gespannt sein, wie sich die Dinge entwickeln – die Natur hat oft ihre eigenen Pläne!