Arktische Küstenerosion und die resultierende Kohlenstofffreisetzung: Yukon Territorium, Kanada
Etwa ein Drittel aller Küsten weltweit sind durch Permafrost beeinflusst. Permafrost ist dauerhaft gefrorener Untergrund, in dem doppelt so viel Kohlenstoff gespeichert ist, wie in unserer Atmosphäre derzeit zirkuliert. Diese Permafrost-Küsten, insbesondere die Yukon-Küste, bestehen zu einem großen Teil aus Eis und sind infolgedessen besonders anfällig gegenüber den Auswirkungen des Klimawandels. Durch Küstenerosion und verstärktes Auftauen der oberflächennahen Bodenschichten, wird der darin gespeicherte Kohlenstoff erneut mobilisiert. Folglich steht er für die Umwandlung in Treibhausgase zur Verfügung, welche wiederum Einfluss auf das globale Klima weit über nationale Grenzen hinaus besitzen.
Mittels eines multidisziplinären Forschungsansatzes soll analysiert werden, welche Prozesse die Küstendynamik beeinflussen und welche Menge an Kohlenstoff dadurch freigesetzt wird. Zunächst soll durch eine räumliche und zeitliche Quantifizierung der Küstendynamik mit Fernerkundungsmethoden zu Luft- und Satellitenbildauswertungen, eine zuverlässige Datengrundlage geschaffen werden. Diese Erosionsdaten werden anschließend mit Umweltfaktoren verknüpft, die die Küstendynamik in besonderem Maße beeinflussen (Meereisbedeckung, Wasser- und Lufttemperaturen, küstenmorphologische Parameter etc.). Hierbei soll vorrangig auf bereits existierende Daten in internationalen Datenportalen zurückgegriffen werden, die durch geplante Datenerhebungen im Rahmen zweier Sommerexpedition (2014, 2015) in die Arktis ergänzt und mittels statistischer Methoden ausgewertet werden. Ziel dieser Studie ist es, quantitativ herauszuarbeiten, welche Umweltfaktoren in welcher Kombination auf die arktische Permafrostküsten-Dynamik einwirken, wie sie sich in ihrer Wirkung gegenseitig beeinflussen und innerhalb der letzten 60 Jahre verändert haben. Mithilfe der gewonnenen Erkenntnisse werden dann Modellkalibrierungen und Modellerweiterungen vorgenommen, die es ermöglichen, das Verhalten der arktischen Küsten unter Berücksichtigung verschiedener Szenarien sich verändernder Umweltfaktoren besser zu erfassen und vorherzusagen. Auf dieser Grundlage soll eine genauere Abschätzung der Menge an potenziell klimawirksamen Kohlenstoff vorgenommen werden, welcher aktuell und zukünftig in dieser Region durch Küstenerosion freigesetzt wird.
Eine verbesserte Abschätzung der heutigen und zukünftigen Küstendynamik in der Arktis trägt zu einem besseren Verständnis der komplexen Wechselwirkungen zwischen Klimaänderungen und der Freisetzung von Kohlenstoff aus Permafrost bei. Auf Grund der aktuellen Lücken im Prozessverständnis ist der Rückkopplungsmechanismus zwischen Permafrost, Kohlenstoff und Klimageschehen noch immer nicht Teil globaler Klimaszenarien des Weltklimarates (IPCC).
Die Arbeiten werden am Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI), Potsdam, in enger Kooperation mit dem Bedford Institute of Oceanography (BIO), Dartmouth, Kanada, durchgeführt.