Wissenschaftler sagen, es ist eine geologische Zeitbombe unter Alaska versteckt – und es könnte in einer Katastrophe enden

In der nordwestlichen Ecke Nordamerikas gelegen war Alaska schon immer ein wilder und schöner Ort. Und obwohl die Stadt Anchorage heute etwa 300.000 Menschen beherbergt, besteht ein Großteil der Region aus kleinen und verstreuten Gemeinden. Dort, so scheint es, hat sich das Leben über die Jahrhunderte kaum verändert.

Doch in dieser atemberaubenden Landschaft aus Eis und Schnee liegt seit Jahrtausenden ein beunruhigendes Geheimnis begraben. Und jetzt hat es das Potenzial, die Erde, wie wir sie heute kennen, zu zerstören. Aber was könnte diese Zeitbombe unter der Wildnis Alaskas sein? Nun, außerhalb der Stadt Fairbanks haben Wissenschaftler einige beunruhigende Enthüllungen gemacht.

In den 1960er Jahren beschlossen Forscher der US-Armee, in der Nähe von Fairbanks - der zweitgrößten Stadt des Bundesstaates - einen Tunnel zu graben. Und offenbar war das Ziel des Militärs, das Naturphänomen Permafrost zu untersuchen. Dies ist ein Sammelbegriff für die Art von gefrorenem Boden, der sich über etwa 85 Prozent des gesamten Bundesstaates erstreckt.

Nach Angaben von Wissenschaftlern sind etwa 25 Prozent der nördlichen Hemisphäre von Permafrost betroffen. Bestehend aus Substanzen wie Kies, Sand und Erde, entstehen solche Schichten typischerweise, wenn der Boden länger als ein paar Jahre unter dem Gefrierpunkt bleibt. Und Permafrost tritt nicht nur an Land auf, sondern auch in den Tiefen der Ozeane unseres Planeten.

Wie du vielleicht erwartest, ist dieses Phänomen häufiger in Regionen zu finden, in denen die Temperaturen selten höher als 0° C sind, was bedeutet, dass es oft Permafrost in Osteuropa, Russland, China, Grönland und Alaska gibt. Und während diese gefrorenen Abschnitte in einigen Gebieten relativ flach sein können, können sie sich auch über mehr als 900 Meter erstrecken.

Heute wissen die Wissenschaftler, dass Permafrost in zwei Kategorien einzuteilen ist: kontinuierlich und diskontinuierlich. Bei den Beispielen der ersten Gruppe ist ein riesiges Gebiet - wie z. B. Sibirien - von einer einzigen Schicht aus gefrorenem Boden bedeckt. Diskontinuierlicher Permafrost hingegen ist in eine Reihe von verschiedenen Stücken aufgeteilt. Und während einige dieser Flächen saisonal schmelzen können, bleiben andere das ganze Jahr über vorhanden.

Beide Arten von Permafrost haben im Laufe der Jahre einen großen Beitrag zum Verständnis des Klimas geleistet. Doch Experten glauben, dass diese Ressourcen schwinden. So behauptet National Geographic, dass im Laufe des 20. Jahrhunderts die Temperatur der gefrorenen Schichten des Planeten um mehr als 4,5° C gestiegen ist.

Für diejenigen, die in der Arktis leben, stellt der Permafrost jedoch einige schwierige Herausforderungen dar. Der Bau von Gebäuden auf der gefrorenen Tundra kann zum Beispiel schwierig sein, und die Hitze, die beim Bau entsteht, verschlimmert manchmal die Situation, indem sie den Boden auftauen lässt. Aber die Menschen haben sich im Laufe der Zeit an diese Bedingungen angepasst, und heute existieren ganze Städte in einigen der eisigsten Ecken der Erde.

Als der Fairbanks-Tunnel zum ersten Mal ausgehoben wurde, hatte sich der Permafrost in der Region in Hunderten von Jahren kaum verändert. Nun aber, da die Temperaturen weltweit steigen, wird der gefrorene Boden unter der Arktis wärmer. Und wenn diese Gebiete zu tauen beginnen, könnten sie eine katastrophale Kette von Ereignissen in Gang setzen.

In jedem Fall ist der Tunnel auch heute noch relevant. Derzeit ist er Teil des Cold Regions Research and Engineering Laboratory (CRREL), in dem Wissenschaftler das einzigartige Verhalten von Permafrost erforschen - auch wie er auf den Klimawandel reagieren könnte. Und für Experten wie den Geochemiker des U.S. Army Corps of Engineers, Dr. Thomas Douglas, bietet diese Arbeit die Möglichkeit, einen faszinierenden Blick in die Vergangenheit zu werfen.

Während manche also die Tundra als Ödland wahrnehmen, ist der Permafrost tatsächlich voller prähistorischer Überreste, die seit Tausenden von Jahren im gefrorenen Boden erhalten geblieben sind. Und die Beweise dafür sind im Fairbanks-Tunnel deutlich zu sehen. Einige Besucher haben sogar berichtet, dass sie die Knochen und Stoßzähne von Mammuts gesehen haben, die dort aus den Wänden und dem Boden herausragen.

Der Permafrostboden ist wie ein ganzes Ökosystem, das in der Zeit eingefroren ist - voll mit den Überresten von längst ausgestorbenem Leben. Vom ausgestorbenen Wollnashorn bis hin zu uralten Pflanzen ist in den gefrorenen Weiten unter der Oberfläche praktisch alles konserviert, was einst auf diesem Boden wandelte oder wuchs.

Aber trotz der faszinierenden Anziehungskraft dieser Überreste, stellen sie auch ein echtes Problem dar. Wie alle anderen Lebensformen, tot oder lebendig, sie sind aus Kohlenstoff gemacht - und viel davon. Im Jahr 2018 sagte Douglas gegenüber NPR: "Der Permafrost enthält doppelt so viel Kohlenstoff wie derzeit in der Erdatmosphäre vorhanden ist. Das sind 1.600 Milliarden Tonnen."

Und während dieser Kohlenstoff derzeit im Permafrostboden eingeschlossen ist, haben Douglas und seine Kollegen begonnen, sich zu fragen, was passieren wird, wenn der gefrorene Boden der Arktis zu schmelzen beginnt. Also startete das Team ein Experiment, um das herauszufinden - und die Ergebnisse haben einen alarmierenden Verlauf angedeutet.

Während der Untersuchung bohrten die Wissenschaftler des CRREL in den Permafrost und entnahmen Eisstücke - jedes davon war etwa 13 cm lang und 5 cm breit. Dann brachten die Experten die Proben in ein Labor, wo sie sie langsam erwärmen durften. Und schon bald bemerkte das Team, dass etwas Seltsames geschah.

"Das ist Material, das 25.000 Jahre lang gefroren blieb", schwärmt Douglas. "Und unter den richtigen Umweltbedingungen erweckt es wieder zum Leben." Erstaunlicherweise waren die uralten Bakterien im Permafrost in der Schwebe; als die Temperaturen jedoch stiegen, wachten sie auf und machten sich an die Arbeit.

Doch dies ist nicht das erste Mal, dass uralte Bakterien nach einer langen Zeit im Eis wiederbelebt wurden. Das Phänomen wurde auch in Russland beobachtet, wo laut The Daily Telegraph etwa 66 Prozent des Geländes aus Permafrost bestehen. Und leider erlebt das Land auch eine der schlimmsten globalen Erwärmungen. Im Jahr 2015 wurde berichtet, dass die Temperaturen in Russland mehr als doppelt so schnell steigen wie anderswo auf dem Planeten.

Doch bei so viel Permafrost haben sich die Bewohner verständlicherweise längst an die eisigen Bedingungen angepasst. In der Stadt Jakutsk zum Beispiel sind die Häuser traditionell auf Stelzen gebaut, um die ständig schmelzende und wieder gefrierende aktive Zone zu umgehen. Leider hat die Erwärmung der Temperaturen dazu geführt, dass auch diese Behausungen instabil geworden sind.

Und in dieser chaotischen Umgebung könnte das Bakterium Bacillus anthracis beginnen, sein Haupt wieder zu erheben. Typischerweise mit biologischer Kriegsführung in Verbindung gebracht, führt diese Substanz zu Milzbrand - eine potenziell tödliche Infektion, die einst die gefrorene Landschaft Sibiriens terrorisierte.

Experten zufolge bilden sich die Sporen von Bacillus anthracis als Teil einer natürlichen Reaktion im Boden. Wenn Menschen dann mit diesen Bakterien in Kontakt kommen, können sie unangenehme Blasen entwickeln, die zu weiteren Komplikationen führen können. Und während einige Gemeinden jahrzehntelang ohne einen Milzbrandausbruch ausgekommen sind, setzt der schmelzende Permafrost die Infektion nun wieder in die Welt frei.

"Milzbrandsporen können im Permafrost bis zu 2.500 Jahre überleben", sagte der in Jakutsk ansässige Biologe Boris Kershengolts dem Daily Telegraph im Jahr 2019. "Das ist beängstigend, wenn man bedenkt, dass die Tiergräber aus dem 19. Jahrhundert auftauen. Wenn sie aus dem Permafrost herausgenommen und in unsere Temperaturen gebracht werden, leben sie wieder auf."

Laut der britischen Zeitung hat eine Studie aus dem Jahr 2011 die Teile der sibirischen Region Jakutien identifiziert, in denen Milzbrandausbrüche aufgetreten waren. Und, alarmierend, diese Bereiche wurden offenbar auch gefunden, wo die Erwärmung am extremsten war. In der Arktis werden ebenfalls steigende Temperaturen für die ersten Milzbrand-Todesfälle seit sieben Jahrzehnten verantwortlich gemacht.

Zurück in Alaska stellten die Forscher jedoch fest, dass die wiederauferstandenen Bakterien begannen, mit dem im Permafrost gelagerten toten Tier- und Pflanzenmaterial zu reagieren - und dabei Kohlenstoff in Methan und Kohlendioxid umzuwandeln. Und wie Wissenschaftler nur zu gut wissen, sind das genau die Gase, die für den Klimawandel verantwortlich sind.

Bislang war Alaska dafür bekannt, dass es mehr Kohlendioxid aus der Atmosphäre aufnimmt als es ausstößt. Doch wenn der Permafrostboden auftaut, könnte sich dieser Prozess umkehren. Tatsächlich beobachteten Wissenschaftler 2017 im Norden der Region die ersten Anzeichen für diesen besorgniserregenden Trend.

Und wenn diese zusätzlichen Kohlenstoffspeicher freigesetzt werden, könnte das eine Katastrophe für den Planeten bedeuten. Derzeit geht man davon aus, dass weltweit etwa 1.400 Gigatonnen des Elements im Permafrostboden gespeichert sind. Diese Menge entspricht etwa dem Vierfachen der Menge an Kohlenstoff, die der Mensch in den letzten 260 Jahren in die Luft abgegeben hat. Selbst die Atmosphäre unseres Planeten enthält derzeit nur die Hälfte dieser Menge.

Aber uralte Bakterien sind nicht die einzigen, die zur Freisetzung von Treibhausgasen in den gefrorenen Regionen der Erde beitragen. Schmelzender Permafrost kann auch unterirdische Reservoirs zur freien Luft darüber freilegen, und Methan kann durch diese neuen Wege in die Atmosphäre ausgestoßen werden.

Und während Experten immer noch zugeben, dass die menschliche Aktivität der größte Produzent von Treibhausgasen ist, wird das Schmelzen des Permafrosts schnell zum Rivalen. Man geht sogar davon aus, dass dieses Phänomen in den letzten Jahren jährlich zwischen 1,2 und 2,2 Millionen Tonnen Emissionen freigesetzt hat.

Zum Vergleich: Laut der National Oceanic and Atmospheric Administration produziert das Auftauen des Permafrosts so viel Treibhausgas wie die gesamte Nation Japan. Und mit dem Fortschreiten des 21. Jahrhunderts glauben Experten, dass die Menge des auf diese Weise freigesetzten Kohlenstoffs weiter wachsen wird. Unglaublich, aber es wird erwartet, dass diese Zahlen sogar die der Vereinigten Staaten überholen werden - derzeit der zweitgrößte Kohlendioxidproduzent der Welt.

Was genau passiert also, wenn große Mengen dieser Gase ihren Weg in die Atmosphäre finden? Nun, aus Sicht des Klimawandels sieht es düster aus. Im Wesentlichen strahlen Stoffe wie Kohlendioxid Energie nach unten ab - und erwärmen so den Planeten. Ein solcher Prozess ist zwar notwendig, aber seine Auswirkungen haben sich in den letzten Jahren beschleunigt.

Wenn also mehr Kohlenstoff aus dem schmelzenden Permafrost freigesetzt wird, verschlimmert dies eine Situation, die bereits außer Kontrolle geraten ist. In der Tat glauben Experten, dass sich unser Planet in den nächsten 100 Jahren um bis zu 12° C aufheizen könnte. Und wenn dieses Szenario eintritt, wird die Erde ganz anders aussehen als der Planet, den wir heute kennen.

Wie besorgt müssen wir sein? Nun, laut einigen Wissenschaftlern ist die Situation prekär. 2018 sagte NASA Chemiker Charles Miller dem NPR, "Wir haben Beweise, dass Alaska von einem Netto-Absorber von Kohlendioxid aus der Atmosphäre zu einem Netto-Exporteur des Gases zurück in die Atmosphäre geändert hat," Und mit alten Bakterien, die bereit sind, wieder zum Leben erweckt zu werden in der nördlichen Hemisphäre, könnten die Dinge noch schlimmer werden.

"Es ist vergleichbar mit einem großen Zug, der im Begriff ist zu entgleisen", sagte der Ökologe Dr. Merritt Turetsky von der University of Guelph in Ontario dem Toronto Star im Jahr 2011. "Wenn es einmal begonnen hat, taut der Permafrost langsam auf, aber man kann es nicht aufhalten. [Und] dieser Mangel an Kontrolle macht jeden nervös."

Doch die Wissenschaftler sind sich derzeit nicht sicher, wie groß die Auswirkungen dieser geologischen Zeitbombe sein könnten. Wenn es zum Beispiel zu einem Tauwetter kommt, könnte durch Erosion ein Großteil des entstandenen Kohlenstoffs von den arktischen Ozeanen weggespült werden. Eine wärmere Umgebung könnte auch dazu beitragen, dass in der Tundra neue Vegetation entsteht, die wiederum einen Teil der schädlichen Gase aufnehmen könnte.

Langfristig besteht jedoch kaum ein Zweifel, dass der Klimawandel die Welt, in der wir leben, drastisch verändern wird. Und obwohl wir noch nicht wissen, welche Auswirkungen das Schmelzen des Permafrosts auf die Welt als Ganzes haben wird, hat das Phänomen bereits einen sehr spürbaren Einfluss auf die gefrorenen Landschaften der Erde.

Im Wesentlichen wirkt Permafrost wie ein Klebstoff, indem er die Gesteinsschichten und Mineralien, aus denen die Oberfläche unseres Planeten besteht, zusammenklebt. Wenn dieser dann schmilzt, kann sich die Landschaft dramatisch verändern. Fast über Nacht können sich Seen entleeren, Flüsse können ihre Richtung ändern und Küstenlinien können sich auflösen. Und an Orten, wo gefrorenes Wasser mehr als drei Viertel des Bodens ausmacht, sind die Folgen extrem.

In Alaska zum Beispiel hat der schmelzende Permafrost eine drastische Veränderung des dortigen Geländes bewirkt. Einst dicht bewachsene Gebiete sind nun mit Schmelzwasser überflutet, wodurch sich neue Seen bilden. An anderen Orten wiederum gedeihen im aufgetauten Boden Pflanzen, die zuvor verkümmert waren.

In den kanadischen Nordwest-Territorien beobachteten Forscher unterdessen eine Klippe, die als Folge des schmelzenden Permafrosts einstürzte. Und als die Felsen abbröckelten, stellten die Spezialisten fest, dass ein daraus resultierender Wasserfall einen nahegelegenen See entwässerte - und dabei etwa 800.000 Gallonen Wasser in zwei Stunden abführte. Diese dramatischen Schwankungen können in erstaunlich kurzer Zeit auftreten.

Und laut Turetsky sollten wir solche Entwicklungen als Warnung verstehen. Im Jahr 2019 sagte sie der Anchorage Daily News: "Es kann superschnell passieren, sogar innerhalb weniger Monate. Dies war ein Weckruf für die Klimawissenschaftler. Was an einigen unserer Messstellen passiert ist, ist ein ganz anderes Thema."

Letztlich kann niemand mit Sicherheit sagen, welche Auswirkungen der auftauende Permafrost haben könnte. Doch es ist diese Unsicherheit, die Experten wie Turetsky beunruhigt. Und obwohl sie glaubt, dass Maßnahmen ergriffen werden müssen, um die vom Menschen verursachten Emissionen einzudämmen - und so hoffentlich eine Umweltkatastrophe abzuwenden - bleibt die Sorge, dass dies alles zu wenig und zu spät sein könnte.