Unprecedented Permafrost Thaw ¶
Konzept ¶
Mit steigenden globalen Temperaturen taut der Permafrost auf. Dies destabilisiert Landschaften, verändert Ökosysteme und setzt potenziell Kohlenstoff und Schadstoffe frei – eine potentielle Bedrohung für Infrastruktur, öffentliche Gesundheit und die globale Klimastabilität. Das Projekt ExtremeThaw trägt zu einem besseren Verständnis dieses Phänomens in den Schweizer Alpen bei und hilft, wirksame Gegenmassnahmen zu entwickeln.
Projektbeschreibung
Das Projekt ExtremeThaw untersucht, wie das Auftauen des Permafrosts und die beispiellose Klimaerwärmung die alpinen Ökosysteme der Schweiz verändern. Durch die Kombination von Daten eines landesweiten Schnee-Klima-Stationsnetzes mit gezielten Studien entlang von Höhengradienten quantifiziert das Projekt Kohlenstoffspeicher und untersucht, wie Vegetation, Böden und ihre Mikroorganismen auf die Erwärmung des Bodens und das Auftauen des Permafrosts reagieren.
Wichtigste Ergebnisse
- Der Klimawandel hat die Entwicklung alpiner Pflanzen im Frühsommer in den letzten 25 Jahren um 6 Tage nach vorn verschoben– ein Trend, den Landwirte auch auf ihren Alpweiden beobachten.
- Hoher Kohlenstoffgehalt im Boden: Bergböden in der Schweiz oberhalb der Baumgrenze speichern grosse Mengen Kohlenstoff (ca. 47 Mio. t), vergleichbar mit dem Kohlenstoffgehalt schweizerischer Moore.
- Böden in höheren Lagen binden Kohlenstoff durch die Wanderung von Pflanzen nach oben, allerdings sind die erwarteten Mengen gering.
Hauptprodukte und Ergebnisse ¶
Schnelles Auftauen: In Zusammenarbeit mit Fachleuten haben wir gezeigt, wie schnell Eis in Permafrostgebieten schmilzt, beispielsweise durch aus einem Bohrloch austretendes flüssiges Wasser oder durch das Auftauen von Permafrostböden – ein neuartiges Phänomen in den Alpen. Altersbestimmungen von Permafrostmaterialien (Blockgletschern) ergaben ein Kohlenstoffalter von 20.000 Jahren, was darauf hindeutet, dass dieses Material ein Überbleibsel der letzten Eiszeit ist.
Früheres Pflanzenwachstum: Basierend auf dem umfangreichen Netz von Schneeklimastationen des SLF konnten wir die Veränderungen der Schneedecke und das damit verbundene Pflanzenwachstum quantifizieren.
Kohlenstoffkarte des Bodens: Die Quantifizierung der Kohlenstoffspeicher in der alpinen Zone der Schweiz fehlte bisher weitgehend, obwohl sie von den Vereinten Nationen und dem Pariser Abkommen gefordert wird. In Zusammenarbeit mit dem BAFU haben wir diese Wissenslücke geschlossen. Um die Verteilung des Bodenkohlenstoffs in der alpinen Zone zu veranschaulichen, erstellten wir eine interaktive Karte, die die Kohlenstoffvorräte im Boden anzeigt, ähnlich der bestehenden Permafrost- und Bodeneiskarte des SLF.
Sehr alter Kohlenstoff auf Alpengipfeln: Es wurden „verborgener“ Böden auf vegetationslosem Geröll oberhalb von 3000 m ü. NN entdeckt. Die Altersanalyse ergab ein Alter des Bodenkohlenstoffs von etwa 8000 Jahren, was darauf hindeutet, dass Vegetation und Böden einst höhere Lagen erreichten als heute.
Bodenbiodiversität: Wir ermittelten die Bodenbiodiversität an unseren Untersuchungsstandorten gemäss der Biodiversitätsstrategie Graubündens (Massnahme M27: Biodiversität im Boden).
Schadstoffemissionen: Wir stellten fest, dass schmelzende Blockgletscher in bestimmten Gebieten mit saurem Untergrund Schwermetallkonzentrationen über den zulässigen Grenzwerten freisetzen können, was für die lokale Wassernutzung relevant ist.
Laufende und zukünftige Projekte ¶
Aufgrund der Erkenntnisse, dass Pflanzen bergauf wandern und die Alpen ergrünen, starteten wir das Folgeprojekt: „Von braun zu grün. Flächen der Schweizer Arealstatistik, auf denen sich in den letzten 40 Jahren grün Gebirgsrasen ausgebreitet haben“ (C. Rixen, C. Ginzler und ein Biodiversitätskonsortium der WSL).
Die Analyse der Bodenbiodiversität wird in einem Projekt mit dem Kanton Graubünden fortgesetzt: Biodiversitätsstrategie Graubünden, Massnahme M27: Biodiversität im Boden – die guten Geister im Untergrund kennenlernen und ihnen Sorge tragen (B. Frey).
In einem Folgeprojekt zu Schadstoffemissionen analysieren wir die Quecksilberkonzentrationen in alpinen Böden, die sich in kalten Regionen über lange Zeiträume anreichern können.
Projekt EU-Horizont 2020: Gesundheit alpiner Böden (F. Hagedorn)
Alpex-Projekt (Greina Stiftung): Aufbau eines Gewässermessnetzes zur Erfassung von Veränderungen der Biodiversität und des Kohlenstoffkreislaufs, Unterstützung von Massnahmen zum Schutz alpiner Landschaften. www.greina-stiftung.ch/aktivitaeten/projekt-alpex (F. Hagedorn).
Schweizer Permafrostmessnetz PERMOS
Weiterführende Literatur Klimawandel lässt Murmeltiere vorerst kalt
