02. Mai. 2017

Jens Kallmeyer und seine KollegInnen bereiten die Bohrung vor.

Die Permafrostlandschaften auf der Nordhalbkugel gelten als Schlüsselregionen für den Globalen Wandel – und sind daher für die Forschung besonders interessant. Eine gemeinsame Sibirien-Expedition des Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung und des Deutschen GeoForschungsZentrums ist soeben zu Ende gegangen. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler beider Einrichtungen machen sich nun an die Auswertung der Daten.

Im Zuge der Erderwärmung tauen weite Permafrost-Areale auf und entlassen große Mengen Kohlendioxid und Methan in die Atmosphäre. Wie viel Treibhausgas tatsächlich entweichen wird, dazu gibt es lediglich grobe Schätzungen. Genauere Informationen erhofft sich ein Team des Deutschen GeoForschungsZentrum (GFZ), Helmholtz-Zentrum Potsdam und des Alfred-Wegener-Instituts, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) von Untersuchungen im Permafrost des Lena-Deltas. Unter widrigen Bedingungen bohrten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler gemeinsam mit russischen Partnern während der vergangenen vier Wochen auf der sibirischen Halbinsel Bykovsky in den Untergrund.

Dort im hohen Norden Sibiriens liegt die Landschaft noch unter einer dichten Schneedecke. Die Temperaturen fielen auf bis zu minus 29 Grad Celsius, teilweise herrschte starker Wind. Vermeintlich einfache Arbeiten wie das Wechseln des Bohrgestänges gerieten unter diesen Bedingungen zur Tortur und dauerten wesentlich länger als üblich, berichten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler. Sie hatten keine Wahl: Wer den Permafrost erforschen will, sollte im Winter kommen. Im Sommer, wenn die oberste Schicht taut, versinken Crew und schweres Gerät rasch im Morast.

Das blieb dem deutsch-russischen Team erspart. Soeben wurden die Arbeiten erfolgreich abgeschlossen; insgesamt 96 Meter gefrorene Kerne wurden erbohrt. Das Material stammt aus verschiedenen Schichten, die durch unterschiedliche Entstehungsbedingungen und unterschiedliche Temperaturen gekennzeichnet sind.

Jens Kallmeyer und seine KollegInnen bereiten die Bohrung vor.
Bild: Jens Kallmeyer/GFZ
Geschützt vor Wind und Wetter.
Bild: Jens Kallmeyer/GFZ

"Die Proben werden gekühlt und dann für weitere Analysen in unser Labor nach Potsdam gebracht", sagt Prof. Susanne Liebner, Leiterin der Helmholtz-Nachwuchsgruppe MicroCene in der Sektion Geomikrobiologie am GFZ. "Hier untersuchen wir die mikrobiellen Lebensgemeinschaften und deren Funktion im Kohlenstoffkreislauf in den unterschiedlichen Sedimenten". Auf diese Weise will Liebners Team herausfinden, welche Stoffwechselprozesse in den unterschiedlichen Zonen bevorzugt ablaufen.

"Frühere Studien haben bereits gezeigt, dass in der Übergangszone zwischen dauerhaft gefrorenem Untergrund und aufgetauten Schichten durch mikrobielle Prozesse ein Teil des Methans (CH4) zu Kohlendioxid (CO2) umgewandelt wird", sagt Liebner. "Dies ist zwar auch ein Treibhausgas, dennoch ist dieser Prozess eine wichtige Senke für das deutlich klimawirksamere Methan, wir sprechen auch von einem ,Methanfilter´." Die aktuellen Forschungen sollen präzisere Daten dazu liefern, welche Art und welche Menge an Treibhausgasen im Zuge der Erderwärmung tatsächlich aus dem tauenden Permafrost abgegeben wird.

Neben den geomikrobiologischen Arbeiten des GFZ werden Ausmaß und Geschwindigkeit der Permafrostdegradation - also die Veränderungen, die im Zuge steigender Temperatur auftreten - vom AWI untersucht. Diese Informationen sind auch für die arktische Infrastruktur wichtig. Bereits heute gibt es vielfach Probleme, weil Häuser und Straßen, die einst auf fest gefrorenem Grund errichtet worden waren, nun im weichen Untergrund versinken.


Quelle: Deutsches GeoForschungsZentrum Potsdam, Mai 2017