Das beschleunigte Auftauen des Permafrosts in der Arktis injiziert laut einer neuen Studie eine erhebliche Menge an altem Kohlenstoff in den zentralen Arktischen Ozean. Dieser Zustrom von Kohlenstoff, hauptsächlich in Form von gelöster organischer Substanz (DOM), hat tiefgreifende Auswirkungen sowohl auf das arktische Ökosystem als auch auf den globalen Kohlenstoffkreislauf.
Normalerweise ist der Permafrost über Jahrhunderte oder Jahrtausende hinweg gefroren und beim Auftauen werden zersetzte pflanzliche, tierische und mikrobielle Stoffe freigesetzt. Flüsse transportieren dieses „terrestrische DOM“ in den Arktischen Ozean, wo es sich auflöst und mit Meerwasser vermischt. Dieser Prozess fügt dem Ozean eine beträchtliche Menge an organischem Kohlenstoff hinzu, die mit dem gesamten in der Atmosphäre vorhandenen CO2 vergleichbar ist.
Der zentrale Arktische Ozean erhält aufgrund ausgedehnter Permafrostschmelze, Flussabfluss und Küstenerosion einen ungewöhnlich großen Anteil dieses terrestrischen DOM. Forscher um das Alfred-Wegener-Institut (AWI) fanden heraus, dass rund 16 % des gelösten organischen Kohlenstoffs in dieser Region vom Land stammen. Überraschenderweise verbleibt dieser terrestrische Kohlenstoff sogar in großen Tiefen, was darauf hindeutet, dass er durch Meeresströmungen in das Tiefwasser des Nordatlantiks gelangen kann – was arktische Prozesse mit dem globalen Kohlenstoffkreislauf verbindet.
Eine Kohlenstoffstraße durch die Arktis
Die Transpolardrift, eine starke Oberflächenströmung, fungiert als Haupttransportweg für DOM über den Arktischen Ozean in Richtung Nordatlantik. Von dieser Drift betroffene Regionen wiesen im Vergleich zu umliegenden Gebieten doppelt so viel organischen Kohlenstoff auf. Forscher schätzen, dass über diese „Kohlenstoffautobahn“ jedes Jahr etwa 39 Millionen Tonnen terrestrischer Kohlenstoff von der Arktis in den Atlantik transportiert werden.
Auswirkungen auf das arktische Ökosystem
Die Hinzufügung von terrestrischem DOM verändert den Kohlenstoffkreislauf des Arktischen Ozeans erheblich, indem es die Lichtdurchdringung, die Nährstoffverfügbarkeit und mikrobielle Prozesse beeinflusst – alles wesentliche Faktoren für das Leben im Meer. Während der Klimawandel allgemein zu einem erhöhten Süßwasserzufluss führt, waren die spezifischen Auswirkungen auf die DOM-Konzentrationen im Arktischen Ozean bisher unklar. Diese Studie schließt eine kritische Wissenslücke, indem sie diesen Zustrom von terrestrischem Kohlenstoff und seine vertikale Verteilung quantifiziert.
Mit zunehmender globaler Erwärmung wird sich das Auftauen des Permafrosts wahrscheinlich beschleunigen, was zu noch größeren Einträgen von terrestrischem DOM in den Arktischen Ozean führen wird. Diese Ergebnisse unterstreichen die Dringlichkeit, diese Prognosen in Klimamodelle zu integrieren, um zukünftige Veränderungen der Kohlenstoffsenkenkapazität der Arktis und ihren Einfluss auf den globalen Klimawandel genau vorherzusagen.
