Ist Permafrost wirklich dauerhaft?

Wie hat ihre Leiche so lange gedauert, ohne zu verrotten? Die kurze Antwort lautet: Yuka war gefroren - aber nicht in einem Gletscher oder Eisberg. Nach dem Tod wurde Yuka in eine Schicht aus sogenanntem Permafrost eingeschlossen.

Was und wo ist Permafrost?

Wie wir wissen, gefriert Wasser bei 0 Grad Celsius. Permafrost ist jedes Grundmaterial - wie Boden, Sediment und Gestein -, das mindestens zwei aufeinanderfolgende Jahre bei oder unter Gefriertemperaturen bleibt. Es ist bekannt, dass etwa 25 Prozent der gesamten Landfläche der nördlichen Hemisphäre Permafrost enthalten.

Es war der amerikanische Paläontologe Siemon W. Muller, der ursprünglich den Begriff "Permafrost" prägte , ein Portmanteau der Wörter "permanent" und "Frost". Trotz dieses Namens hält Permafrost nicht ewig. Dank des Klimawandels ist es in großen Mengen aufgetaut. Dies hat schwerwiegende Folgen für die Umwelt und die Wirtschaft.

Im Allgemeinen tritt Permafrost an Orten auf, an denen die durchschnittliche Lufttemperatur jedes Jahr 0 ° Celsius oder weniger beträgt. Laut dem Nationalen Schnee- und Eisdatenzentrum liegt der größte Teil des Permafrosts der nördlichen Hemisphäre zwischen den hohen Breiten von 60 und 68 Grad nördlich. Sibirien, Kanada, Alaska und Teile Skandinaviens sind mit diesem kalten Rasen beladen.

Weiter südlich findet man Permafrost in hoch gelegenen Gebieten - wie dem tibetischen Plateau, dem Hindukusch- Gebirge und den Schweizer Alpen . Permafrost ist unterhalb des Äquators nicht so verbreitet , liegt jedoch unter Teilen Neuseelands, der Anden und der Antarktis.

So wie seine Standorte variieren, ändert sich auch seine Zusammensetzung; es ist nicht einheitlich. Einige Abschnitte sind eisfrei , während andere zu mehr als 30 Prozent aus Eis bestehen. Ebenso können Tiefe, Alter und Ausmaß des Permafrosts stark variieren.

Oft sitzt Permafrost unter einer " aktiven Schicht " des Bodens, die saisonal auftaut und wieder einfriert. Der Permafrost selbst kann eine Dicke von weniger als 1 Meter bis mehr als 1.500 Meter haben.

Und es kann uneinheitlich werden. Nordalaska besetzt eine " kontinuierliche Permafrostzone ". Das bedeutet, dass Permafrost mehr als 90 Prozent des lokalen Geländes unterliegt. Aber in niedrigeren Breiten ist es eine andere Geschichte. So ziemlich alles südlich des Brooks-Gebirges befindet sich in einer "diskontinuierlichen Permafrostzone". Hier befindet sich Permafrost unter einem geringeren Prozentsatz der Landoberfläche.

Schnee, Bäume und Wasser

Schnee ist, wie es sich anhört, ein wirklich guter Isolator . Wenn dicke Decken das ganze Jahr über kleben, halten sie den Boden möglicherweise zu warm für Permafrost. An Stellen, an denen bereits Permafrost vorhanden ist, können sich isolierende Schneeschichten auf Oberflächenebene ebenfalls erwärmen .

Aber während Schnee ein Hindernis ist, ist Torf ein Segen. Torf ist in und um die südliche Arktis weit verbreitet und eine Art Substrat, das aus teilweise verrotteten organischen Stoffen (z. B. Moosen und Sumpfpflanzen) besteht. Im Großen und Ganzen wird der Boden darunter kühl gehalten und vor Sonnenwärme geschützt. So schützt Torf den Permafrost.

Auch immergrüne Wälder helfen dabei. Kiefern begrenzen mit ihren dicht genadelten Ästen die Menge an Sonnenlicht und Schnee, die auf die Bodenoberfläche trifft. Dabei verhindern die immergrünen Pflanzen, dass der Permafrost auftaut. Kein Wunder also, dass Permafrost unter den Kiefern in Höhen- und Höhengebieten häufig vorkommt.

Die Anordnung ist für beide Seiten von Vorteil. Da flüssiges Wasser nicht durch harten Permafrost sickern kann, wirkt es wie eine Entwässerungsbarriere. Nicht gefrorenes Wasser, das von der aktiven Schicht absorbiert wird, wird dort eingeschlossen. Dieses Wasser darf nicht tiefer in die Erde eindringen und trägt einige der Pflanzen, die an der Oberfläche leben.

Die tiefe Vergangenheit und die ungewisse Zukunft

Manchmal bildet sich Permafrost zusammen mit dem Boden. In diesem Fall erreicht die Temperatur neu abgelagerter Böden, Sedimente und Gesteine ​​sehr schnell 0 Grad Celsius. Andererseits kann sich Permafrost auch entwickeln, wenn eine vorhandene Probe von nicht gefrorenem Boden von der Oberfläche abwärts gekühlt wird.

Der Permafrost in Prudhoe Bay, Alaska, soll mindestens 500.000 Jahre alt sein. Und ein Teil des Permafrosts unter Kanadas Yukon-Territorium könnte mehr als 700.000 Jahre alt sein .

In letzterem fanden Wissenschaftler ein altes Pferdebein - komplett mit DNA-Proben . Permafrost kann alle Arten von organischen Stoffen über lange Zeiträume konservieren. Im Jahr 2012 regenerierten russische Wissenschaftler tatsächlich lebende Tundra-Pflanzen aus eiszeitlichen Früchten, die seit etwa 30.000 Jahren in Permafrost eingeschlossen waren.

Leider zersetzt sich das eingeschlossene organische Material beim Auftauen des Permafrosts und setzt Kohlenstoff und Methan in die Atmosphäre frei . Diese Gase verschärfen den Klimawandel. Und die schlechte Nachricht ist, dass sich laut einer in Nature Communications veröffentlichten Studie aus dem Jahr 2019 verschiedene Permafrostvorkommen auf der ganzen Welt zwischen 2007 und 2016 um 0,39 bis 0,1 Grad Celsius erwärmt haben.

Derzeit sind ungefähr 1,7 Milliarden Tonnen (1,6 Milliarden Tonnen) Kohlenstoff im Permafrost eingeschlossen. Wissenschaftler wissen nicht, wie viel davon in die Atmosphäre freigesetzt wird, wenn die aktuellen Auftautrends anhalten - oder wie schnell es entweichen wird. Einige Projektionen sind jedoch nicht ermutigend .

Wenn der Permafrost auftaut, kann dies die Landschaft destabilisieren. Allein in der russischen Stadt Norilsk wurden mehr als 100 Wohngebäude beschädigt, weil der einst feste Permafrost unter ihnen nachlässt. Die Erwärmung des Permafrosts hat auch Erdrutsche , entwässerte Seen und zerrissene Straßen ausgelöst .

JETZT IST DAS Erstaunlich

Erinnern Sie sich an das Wollmammut Yuka, das 2010 im sibirischen Permafrost gefunden wurde? Sie war so gut erhalten, dass Wissenschaftler Anfang 2019 tatsächlich 88 kernartige Strukturen aus ihren Zellen extrahieren und versuchen konnten, sie wieder zum Leben zu erwecken. Das Team injizierte die Kerne in Eierstockzellen der Maus, und obwohl sich die Zellen nie vollständig teilten, beendeten sie den als "Spindelanordnung" bezeichneten Prozess. Dies ist der Schritt, der bestätigt, dass Chromosomen an Spindelstrukturen anhaften, bevor die Elternzelle in zwei Tochterzellen zerfällt. Ziemlich cooles Zeug!