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Warnsignal Klima: DIE MEERE / ÄNDERUNGEN & RISIKEN

Kap.3 Auswirkungen des Klimawandels auf die Meere
Physikalisch-Chemisch

3.1  Submariner Permafrost

Sebastian Wetterich, Pier Paul Overduin, Frank Günther & Hans-Wolfgang Hubberten (Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung, Potsdam)


 

Zusammenfassung: Submariner Permafrost umfasst Erdmaterial, das Temperaturen von weniger als 0 °C aufweist und unterhalb dem heutigen Meeresspiegels liegt. Fast der gesamte submarine Permafrost bildete sich auf den kontinentalen Schelfgebieten der Arktis, die nach dem Ende der letzten Eiszeit, ab ca. 18 000 Jahren im Zuge des Meeresspiegelanstiegs geflutet wurden. Die größten Vorkommen von submarinem Permafrost liegen auf den Sibirischen Schelf. Durch die Überflutung stieg die mittlere Jahrestemperatur der Oberflächensedimente, da die mittlere Jahrestemperatur des Meerwassers über der der Oberflächensedimente vor der Überflutung liegt. Dieser Temperaturanstieg führt zum fortschreitenden Auftauen des submarinen Permafrostes. Darüber hinaus lässt auch das Eindringen von salzigem Meerwasser in den Untergrund den submarinen Permafrost auftauen, da erhöhte Salzkonzentrationen den Gefrierpunkt im Porenwasser des Sedimentes absenken. Dadurch kann die Temperatur des submarinen Permafrostes unterhalb von 0 °C liegen, auch wenn kein oder nur sehr wenig Eis vorhanden ist. Submariner Permafrost ist ein wichtiger Bestandteil des globalen Kohlenstoffsystems, da er bedeutende Vorkommen an Methan und organischem Kohlenstoff enthält, die bei Erwärmung und Tauen in die Atmosphäre freigesetzt werden können. Gashydrate und speziell Methanhydrate sind im submarinen Permafrost gespeichert. Aktuelle Messungen von hohen Methankonzentrationen im Meerwasser des Sibirischen Schelfs deuten auf eine Verschiebung in den Freisetzungsraten in Verbindung mit der Degradation von submarinem Permafrost.

Submarine permafrost refers to solid earth below modern sea level that have year-round temperatures below 0 °C. Almost all submarine permafrost formed on portions of the arctic continental shelves that were inundated following the end of the last glacial period 18,000 years ago. Most of this permafrost is located beneath the Siberian shelf. Almost everywhere, inundation has increased the mean annual temperature at the sediment surface since the mean annual sea bottom temperature is higher than the surface of the land before inundation. This increase leads to the thawing of permafrost below the seabed. Thawing can occur as a result of temperature increase, but also due to the penetration of salt-water into the seabed, which lowers the freezing point of the sediment‘s porewater. Thus, submarine permafrost can have temperatures below 0°C but contain little or no ice. Submarine permafrost is an important component in the global carbon system. It contains significant amounts of methane and organic carbon which may be released to the atmosphere during permafrost warming and thawing. Gas hydrates, and in particular methane hydrates, have been observed trapped within and below arctic permafrost. Recent observations of high methane concentrations in Siberian shelf waters may indicate a shift in release rates connected to submarine permafrost degradation.

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