Es wird vorhergesagt, dass sich die Arktis in diesem Jahrhundert schneller erwärmt als irgendwo sonst auf der Welt, vielleicht um bis zu 7 ° C. Diese steigenden Temperaturen bedrohen einen der größten langfristigen Kohlenstoffspeicher an Land: Permafrost.
Permafrost ist permanent gefrorener Boden. Die allgemein kalten Temperaturen in der Arktis halten die Böden dort Jahr für Jahr gefroren. Pflanzen wachsen in den kurzen Sommern in den obersten Bodenschichten und zerfallen dann in Erde, die gefriert, wenn der Winterschnee kommt.
Über Tausende von Jahren hat sich in diesen gefrorenen Böden Kohlenstoff angesammelt, und es wird geschätzt, dass sie jetzt doppelt so viel Kohlenstoff enthalten wie derzeit in der Atmosphäre. Ein Teil dieses Kohlenstoffs ist mehr als 50.000 Jahre alt, was bedeutet, dass die Pflanzen, die sich zersetzt haben, um diesen Boden zu produzieren, vor über 50.000 Jahren gewachsen sind. Diese Bodenablagerungen sind als „Yedoma“ bekannt, die hauptsächlich in der ostsibirischen Arktis, aber auch in Teilen Alaskas und Kanadas vorkommen.
Während sich die Region erwärmt, taut der Permafrost auf, und dieser gefrorene Kohlenstoff wird als Kohlendioxid und Methan in die Atmosphäre freigesetzt. Die Freisetzung von Methan ist besonders besorgniserregend, da es sich um ein hochwirksames Treibhausgas handelt.
Aber eine kürzlich durchgeführte Studie legte nahe, dass die Freisetzung von Methan aus alten Kohlenstoffquellen – manchmal als arktische Methan– „Bombe“ bezeichnet – nicht viel zur Erwärmung beitrug, die während der letzten Enteisung – der Zeit nach der letzten Eiszeit – auftrat. Dies geschah vor 18.000 bis 8.000 Jahren, eine Periode, die Klimawissenschaftler intensiv studieren, da es das letzte Mal ist, dass die globalen Temperaturen um 4 ° C gestiegen sind, was ungefähr dem entspricht, was für die Welt bis 2100 vorhergesagt wird.
Diese Studie schlug vielen vor, dass die alten Methanemissionen nicht etwas sind, worüber wir uns in diesem Jahrhundert Sorgen machen sollten. Aber in neuen Forschungen haben wir festgestellt, dass dieser Optimismus möglicherweise fehl am Platz ist.
‚Junger‘ versus ‚alter‘ Kohlenstoff
Wir gingen in die ostsibirische Arktis, um das Alter verschiedener Kohlenstoffformen in den Teichen, Flüssen und Seen zu vergleichen. Diese Gewässer tauen im Sommer auf und lassen Treibhausgase aus dem umgebenden Permafrost austreten. Wir haben das Alter des Kohlendioxids gemessen, Methan und organische Stoffe in diesen Gewässern mit Radiokohlenstoff Dating und stellte fest, dass der größte Teil des in die Atmosphäre freigesetzten Kohlenstoffs überwiegend „jung“ war. Wo es intensives Permafrost-Tauwetter gab, fanden wir heraus, dass das älteste Methan 4.800 Jahre alt war und das älteste Kohlendioxid 6.000 Jahre alt war. Aber in dieser riesigen arktischen Landschaft stammte der freigesetzte Kohlenstoff hauptsächlich aus organischer Substanz junger Pflanzen.
Dies bedeutet, dass der Kohlenstoff, der von Pflanzen produziert wird, die während jeder Sommerwachstumsperiode wachsen, in den nächsten Sommern schnell freigesetzt wird. Dieser schnelle Umsatz setzt viel mehr Kohlenstoff frei als das Auftauen von älterem Permafrost, selbst wenn starkes Auftauen auftritt.
Was bedeutet das für den zukünftigen Klimawandel? Dies bedeutet, dass Kohlenstoffemissionen aus einer sich erwärmenden Arktis möglicherweise nicht durch das Auftauen einer alten gefrorenen Kohlenstoffbombe verursacht werden, wie es oft beschrieben wird. Stattdessen können die meisten Emissionen relativ neuer Kohlenstoff sein, der von Pflanzen produziert wird, die vor kurzem gewachsen sind.
Dies zeigt, dass das Alter des Kohlenstoffs, der aus der sich erwärmenden Arktis freigesetzt wird, weniger wichtig ist als die Menge und Form, die er annimmt. Methan ist 34 mal stärker als Kohlendioxid als Treibhausgas über einen Zeitraum von 100 Jahren. Die ostsibirische Arktis ist eine im Allgemeinen flache und feuchte Landschaft, und dies sind Bedingungen, die viel Methan produzieren, da es weniger Sauerstoff in Böden gibt, die sonst beim Auftauen Kohlendioxid erzeugen könnten. Infolgedessen könnte starkes Methan die Treibhausgasemissionen der Region dominieren.
Da die meisten Emissionen aus der Arktis in diesem Jahrhundert wahrscheinlich von „jungem“ Kohlenstoff stammen werden, müssen wir uns möglicherweise keine Sorgen darüber machen, dass der alte Permafrost den modernen Klimawandel wesentlich verstärkt. Aber die Arktis wird immer noch eine riesige Quelle von Kohlenstoffemissionen sein, da Kohlenstoff, der vor wenigen hundert Jahren Boden- oder Pflanzenmaterial war, in die Atmosphäre auslaugt. Das wird zunehmen, wenn wärmere Temperaturen die Vegetationsperioden im arktischen Sommer verlängern.
Das verblassende Gespenst einer uralten Methan-Zeitbombe ist kalter Trost. Die neue Forschung sollte die Welt auffordern, mutig gegen den Klimawandel vorzugehen, um zu begrenzen, wie viel natürliche Prozesse in der Arktis zu dem Problem beitragen können.