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München (ots) -
- Eine neue im Fachmagazin Nature veröffentlichte Studie zeigt: Das Auftauen von
Permafrostböden führt nicht nur zur Freisetzung von Kohlenstoff, sondern kann
auch dessen Entnahme aus der Atmosphäre fördern.
- Das internationale Forschungsteam quantifizierte hierfür in Flüssen des
tibetischen Hochlands den Einfluss verschiedener biologischer und geologischer
Prozesse.
- Die Verwitterung von Gestein stellt demnach eine signifikante
Kohlenstoff-Senke dar, die zwischen 15 % und 100 % (im Schnitt 78 %) der
CO2-Emissionen aus Flüssen kompensiert und die mit Abnahme des Permafrosts
stärker wird.
Der Klimawandel führt dazu, dass Permafrostböden auf der ganzen Welt zunehmend
auftauen. Das setzt große Mengen organischen Kohlenstoffs frei, der in Flüssen
zu Kohlendioxid (CO2) umgewandelt und an die Atmosphäre abgegeben wird - eine
positive Rückkopplung, die den Klimawandel noch weiter antreibt.
Eine kürzlich im Fachmagazin Nature veröffentlichte Studie hat nun Belege dafür
gefunden, dass ein in Klimamodellen bislang kaum berücksichtigter Effekt diesen
Teufelskreis erheblich abschwächen könnte: Die Verwitterung von Gesteinen.
"Die Erwärmung des Klimas und die Freisetzung von Mineralen in und unter
Permafrostböden führt zu Gesteinsverwitterung und beeinflusst damit auch den
Kohlenstoffkreislauf", erklärt Aaron Bufe, LMU-Professor für Sedimentologie und
einer der Erstautoren der neuen Studie.
Wie biologische und geologische Prozesse zusammenwirken und die CO2-Dynamik in
Flüssen von Permafrost-Regionen prägen, war bislang noch weitgehend unklar. "In
unserer Studie haben wir quantifiziert, wie genau sich das Verhältnis von
CO2-Bindung und CO2-Freisetzung verändert, wenn der Permafrost schmilzt", so
Bufe.
Untersuchungsgebiet: Das tibetische Hochland
Dafür untersuchten die beteiligten Forschenden aus Deutschland, China,
Großbritannien, USA, Schweden und der Schweiz die CO2-Bilanz von Fließgewässern
auf dem Qinghai-Tibet-Plateau - der größten zusammenhängenden
Permafrost-Landschaft außerhalb der Arktis und Antarktis.
Das Forschungsteam kombinierte Messungen von CO2-Emissionen mit chemischen
Analysen in 50 Flüssen im Quellgebiet der größten Flusssysteme Asiens - das
Untersuchungsgebiet umfasst eine Gesamtfläche von ungefähr 780.000
Quadratkilometern und erstreckt sich über Höhenlagen von 1.650 bis 4.820 Metern
über dem Meeresspiegel.
Teile des Untersuchungsgebietes sind von durchgängigem Permafrostboden geprägt,
in anderen Teilen wiederum ist der Permafrost nur noch sporadisch vorhanden oder
ganz verschwunden. Die Forschenden werteten die räumliche Verteilung der
gesammelten Daten statistisch aus, um Rückschlüsse darauf zu ziehen, wie sich
das Auftauen des Permafrostbodens über Hunderte von Jahren hinweg auf die
Biogeochemie der Flüsse im tibetischen Hochland auswirkt.
Der Einfluss von chemischer Verwitterung ist signifikant
Die überraschende Erkenntnis: Kohlenstoffflüsse aus chemischer Verwitterung
könnten mit fortschreitendem Auftauen des Permafrostbodens zunehmend an
Bedeutung gewinnen und möglicherweise sogar die CO2-Emissionen aus der
Umwandlung von organischem Kohlenstoff in Flüssen übersteigen.
"Über die gesamte untersuchte Region werden 35 % der CO2-Emissionen aus Flüssen
durch verwitterungsbedingte Bindung von Kohlenstoff kompensiert", erklärt Dr.
Liwei Zhang, Biogeochemiker an der East China Normal University, der die Studie
zusammen mit Aaron Bufe leitete. "Interessant ist hierbei, dass dieses
Verhältnis stark von der Beschaffenheit des Permafrosts abhängt."
Demnach gleicht die Verwitterung in Gebieten mit durchgängigem Permafrost
lediglich 15 % der CO2-Emissionen aus. Dort wo Permafrost nur noch sporadisch
vorkommt kann dieser Wert auf mehr als 100 % ansteigen. Das deutet darauf hin,
dass mit zunehmendem Auftauen des Permafrosts die Gesteinsverwitterung eine
immer wichtigere Rolle spielt.
"Der Einfluss der Gesteinsverwitterung auf den Kohlenstoffkreislauf hängt
allerdings auch von der Natur der Minerale ab, die freigesetzt werden", erklärt
Bufe. Wo Silikat-Verwitterung dominiert, wie es über weite Teile des
Qinghai-Tibet-Plateaus der Fall ist, kann die Gesteinsverwitterung der
Freisetzung von Kohlenstoff aus Permafrostböden entgegenwirken. Die Verwitterung
von Schwefelmineralen wie Pyrit hingegen kann die CO2-Emissionen verstärken.
"Dies ist zum Beispiel im Südosten unseres Untersuchungsgebietes der Fall".
Die Rückkopplung besser verstehen
Die geochemischen Muster im Qinghai-Tibet-Plateau werfen laut den Forschenden
ein neues Licht auf die Rolle des tauenden Permafrosts für das Gleichgewicht
zwischen Kohlenstoffquellen und -senken.
Liwei Zhang fasst zusammen: "Die Ergebnisse unseres multi-disziplinären Ansatzes
zeigen, dass die Gesteinsverwitterung durch den Rückgang des Permafrosts
zunehmen und beträchtliche Anteile von CO2 binden könnte, wodurch anorganische
und organische Kohlenstoffkreisläufe auf für den Menschen relevante Zeitskalen
miteinander verknüpft werden."
Kann also die Gesteinsverwitterung dem menschengemachten Klimawandel
entgegenwirken? "Leider nein", sagt Bufe, "Die jährlichen menschengemachten
CO2-Emissionen sind um ungefähr den Faktor 100 größer, als die CO2-Aufnahme
durch Silikat-Verwitterung. Da wird auch eine kleine Erhöhung der
Verwitterungsraten durch das Tauen des Permafrosts nichts ändern. Hier hilft nur
eins: Wir müssen die Emissionen drastisch reduzieren".
Die Forschenden plädieren dafür, in zukünftigen Klimaanalysen über den
bisherigen Fokus auf biotisch-organische Kohlenstoffprozesse hinauszugehen und
das Gleichgewicht aller Mechanismen ganzheitlich zu betrachten, um die
Nettoauswirkung des Permafrost-Tauens auf den globalen Kohlenstoffkreislauf und
letztlich die Richtung seiner Klimarückkopplung besser zu verstehen.
Kontakt
Prof. Aaron Bufe
Department für Geo- und Umweltwissenschaften
Ludwig-Maximilians-Universität München
Tel.: +49 89 2180 6714
E-Mail: mailto:a.bufe@lmu.de
Publikation:
Liwei Zhang, Aaron Bufe et al.: Rock weathering can offset river CO2 emissions
induced by permafrost thaw.
Nature 2026
https://www.nature.com/articles/s41586-026-10664-8 (abrufbar ab 17. Juni, 17
Uhr)
DOI: 10.1038/s41586-026-10664-8
Pressekontakt:
Claudia Russo
Ludwig-Maximilians-Universität München
Leopoldstr. 3
80802 München
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OTS: Ludwig-Maximilians-Universität München
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