Beim Permafrost handelt es sich um Böden, die seit der letzten Eiszeit vor rund 20 000 Jahren permanent bis zu mehrere Meter tief gefroren sind. Die großen Permafrostregionen liegen in den arktischen Gebieten von Alaska, Kanada, Sibirien und Skandinavien. Insgesamt bedeckt der Permafrost fast ein Viertel der Landmasse auf der Nordhalbkugel. Obwohl diese Gebiete sehr abgelegen und nur schwach besiedelt sind, ist der Permafrost von globaler Bedeutung, denn er konserviert wie eine gigantische Tiefkühltruhe riesige Mengen abgestorbener Biomasse, vor allem Pflanzen. Ein drängendes aktuelles Problem besteht darin, dass der Permafrost mit dem Klimawandel verstärkt taut. Dadurch wird bislang konservierte Biomasse frei, sodass sie von Mikroorganismen zersetzt werden kann. Durch den Stoffwechsel der Mikroorganismen aber entstehen die Klimagase Kohlendioxid und Methan. In welchen Mengen, hängt von verschiedenen Faktoren ab. Zum einen davon, in welcher Form der Kohlenstoff in der Biomasse gebunden ist, und zum anderen, wie günstig die Umweltbedingungen für die Mikroorganismen sind. Bei in Biomasse gebundenen Kohlenstoffverbindungen kann es sich entweder um stabile oder labile Verbindungen handeln. Im Holzstoff Lignin beispielsweise ist Kohlenstoff sehr stabil gebunden, und Holz kann daher nur langsam mikrobiologisch abgebaut werden. Das wird unter den kalten arktischen Bedingungen auch künftig so bleiben. Denn bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt sind die Mikroorganismen gar nicht oder kaum aktiv. Labile Verbindungen wie Pflanzengewebe, das während der Eiszeit eingefroren wurde, können quasi sofort abgebaut werden. Wie stark die Biomasse mit dem Abtauen des Permafrosts in den kommenden Jahren abgebaut wird, ist heute aber noch nicht abschließend geklärt. Viele aufgetaute Permafrostgebiete ähneln heute Moorlandschaften, in denen das Wasser an der Oberfläche steht. Im Moorboden aber wird Biomasse wegen des geringen Sauerstoffgehalts im Wasser kaum abgebaut. Das ist auch der Grund, warum in Mooren historische Gegenstände aus Holz oder Fellen gut erhalten bleiben. Ob oder wie stark der auftauende Permafrost Treibhausgase freisetzen wird, ist daher ebenfalls offen. Deutlich erkennbar ist heute hingegen, dass durch das Auftauen Permafrost an den Küsten verloren geht – und dadurch mehr Biomasse freigesetzt und für die Mikroorganismen verfügbar wird. Zum einen wird der Sommer in der Arktis aufgrund der Klimaerwärmung immer länger. Der Boden taut früher auf und friert später wieder zu. Die Brandung kann also über längere Zeit den Permafrost abtragen. Zum anderen nimmt die Eisbedeckung des Arktischen Ozeans ab, sodass die Brandung heute sehr viel stärker gegen die Küste anrollt. An manchen Stellen bricht der Permafrostboden daher um 20 Meter pro Jahr ab.

Abb. 1.21 > Die sibirische Insel Muostach weist eine Permafrostküste auf, die wegen der Klimaerwärmung zunehmend anfällig für Erosion ist.

Das Auftauen des Permafrosts ist auch für die Menschen vor Ort ein Problem. In Alaska verlieren heute viele Inuit ihre angestammte Heimat ans Meer. So sind dort nach Angaben des US-amerikanischen Rechnungshofs (U. S. Government Accountability Office, GAO) mehrere Dörfer durch das verstärkte Abschmelzen des Permafrosts und den Verlust der Küste bedroht. Es ist abzusehen, dass diese Dörfer künftig aufgegeben werden müssen. Im August 2016 etwa hat die Gemeinde von Shishmaref in einer Versammlung beschlossen, sich an einem sicheren Ort neu anzusiedeln und komplett aufs Festland umzuziehen – wohin genau, ist noch unklar. Das 600-Einwohner-Dorf liegt auf einer Insel in der Beringstraße vor der Küste von Alaska und wird seit Langem von Inuit bewohnt. Durch das Auftauen des Permafrosts sind in den vergangenen 20 Jahren etwa 30 Meter Küstenlinie verloren gegangen. 13 Häuser mussten abgebaut und neu errichtet werden. Zwar wurden Wellenbrecher konstruiert, die die Insel schützen sollten, doch konnten diese den Landverlust nicht stoppen. Nach Schätzungen von Experten wird die Umsiedlung aufs Festland rund 180 Millionen Dollar kosten. Wer die Kosten tragen wird, ist noch nicht geklärt.