Was ist Permafrost und warum sein Auftauen die Erde bedroht

Ein gefrorener Kohlenstoffspeicher

Unter der Oberfläche der arktischen und subarktischen Regionen liegt ein verborgener Riese: Permafrost, Boden, der seit mindestens zwei aufeinanderfolgenden Jahren gefroren ist und an vielen Orten seit Hunderttausenden von Jahren. Er bedeckt etwa ein Viertel der Landfläche der nördlichen Hemisphäre und erstreckt sich über weite Gebiete Alaskas, Kanadas, Sibiriens und des tibetischen Plateaus.

Was Permafrost so bedeutsam macht, ist nicht das Eis selbst, sondern das, was er enthält. Über Jahrtausende hinweg sammelten sich abgestorbene Pflanzen, Tiere und andere organische Stoffe in diesen gefrorenen Böden, ohne sich vollständig zu zersetzen. Laut NOAA und dem National Snow and Ice Data Center speichert die nördliche Permafrostregion schätzungsweise 1.500 bis 1.700 Gigatonnen organischen Kohlenstoffs – etwa doppelt so viel wie derzeit in der Atmosphäre vorhanden ist. Er ist das größte terrestrische Kohlenstoffreservoir der Erde.

Wie das Auftauen Kohlenstoff freisetzt

Mit steigenden globalen Temperaturen erwärmt sich die Arktis zwei- bis viermal schneller als der Rest des Planeten. Diese Wärme dringt in den Boden ein, vertieft die „aktive Schicht“ – die oberste Bodenschicht, die jeden Sommer auftaut – und erreicht Kohlenstoff, der seit Jahrtausenden eingeschlossen ist.

Sobald sie wärmeren Temperaturen ausgesetzt sind, erwachen Bodenmikroben und beginnen, die alten organischen Stoffe zu verdauen. Unter sauerstoffreichen Bedingungen produzieren sie Kohlendioxid. In wassergesättigten, sauerstoffarmen Umgebungen – wie z. B. auftauenden Mooren – produzieren sie Methan, ein Treibhausgas, das über einen Zeitraum von 20 Jahren etwa 80-mal stärker wirkt als CO₂.

Dies erzeugt eine positive Rückkopplungsschleife: Auftauender Permafrost setzt Treibhausgase frei, die die Atmosphäre weiter erwärmen, was mehr Permafrost auftaut. Im Gegensatz zu Emissionen aus fossilen Brennstoffen kann dieser Prozess nicht mehr gestoppt werden, sobald er begonnen hat. Laut einer Studie aus dem Jahr 2026 in Nature Communications Earth & Environment reduziert die Einbeziehung von Permafrost- und Waldbrandemissionen in Klimamodelle das verbleibende Kohlenstoffbudget, um unter 1,5 °C zu bleiben, um etwa 25 %.

Mehr als Kohlenstoff: Die Landschaft verändert sich

Die Folgen reichen über die atmosphärische Chemie hinaus. Wenn Permafrost auftaut, bricht der Boden physisch zusammen, ein Prozess, der als Thermokarst bezeichnet wird und der zu Erdfällen, Erdrutschen und wassergesättigten Senken führt. Flüsse transportieren zunehmende Mengen an gelöstem alten Kohlenstoff in Richtung Ozean, wo ein Teil davon in CO₂ umgewandelt wird.

Eine aktuelle Studie, die jahrzehntelange Daten aus dem nördlichen Alaska analysiert, ergab, dass der Abfluss zunimmt, Flüsse mehr gelösten Kohlenstoff transportieren und sich die Auftauperiode bis in den Herbst hinein verlängert – Anzeichen dafür, dass sich der Permafrost-Kohlenstoffkreislauf beschleunigt.

Forschungen der Universität Leeds haben auch gezeigt, dass das Auftauen die Durchlässigkeit des Permafrosts um den Faktor 25 bis 100 erhöht, wodurch eingeschlossene Treibhausgase viel schneller entweichen können, als frühere Modelle vorhergesagt haben.

Infrastruktur in Gefahr

Das Auftauen des Permafrosts bedroht auch die vier Millionen Menschen, die in arktischen Regionen leben. Gebäude bekommen Risse und neigen sich, wenn sich ihre Fundamente verschieben. Straßen knicken ein. Pipelines verformen sich. Laut einer in Nature Communications veröffentlichten Studie befinden sich ein Drittel der arktisweiten Infrastruktur und 45 % der russischen Kohlenwasserstofffördergebiete in Gebieten, in denen auftauungsbedingte Bodeninstabilität schwere Schäden verursachen könnte. Bis 2050 sind mehr als 36.000 Gebäude, 13.000 Kilometer Straßen und 100 Flughäfen von hohen Gefahrenbedingungen betroffen. Die Reparatur- und Instandhaltungskosten in der gesamten Arktis könnten bis 2060 30 Milliarden Euro erreichen.

Warum es wichtig ist

Das Auftauen des Permafrosts wird oft als „schlafender Riese“ des Klimawandels bezeichnet, weil er in einem langsamen Zeitrahmen, aber mit enormen kumulativen Auswirkungen wirkt. Im Gegensatz zu Kraftwerken oder Autos kann er nicht reguliert oder abgeschaltet werden. Das MIT Climate Portal stellt fest, dass sich der Permafrost der Erde wahrscheinlich vor 2100 von einer Netto-Kohlenstoffsenke zu einer Netto-Kohlenstoffquelle entwickeln wird, was das globale Kohlenstoffbudget grundlegend verändern wird.

Das Verständnis von Permafrost ist für jeden, der die Klimapolitik verfolgt, unerlässlich. Die derzeitigen internationalen Emissionsziele – einschließlich derer im Rahmen des Pariser Abkommens – berücksichtigen die Permafrostemissionen nicht vollständig, was bedeutet, dass die Kohlenstoffbudgets der Welt deutlich stärker eingeschränkt sein könnten, als offizielle Prognosen vermuten lassen.