Von Permafrost geprägte Landschaften erleben derzeit dramatische Veränderungen, da sich das Klima in der Arktis fast viermal so schnell erwärmt wie im globalen Durchschnitt. Das Tauen von Permafrost verursacht Landabsenkungen, ein wichtiger zugrundeliegender Prozess der als Thermokarst bezeichnet wird. In den Senken entstehen Seen, die von ungefrorenen Bereichen im ansonsten dauergefrorenen Boden unterlagert sind. Diese ungefrorenen Bereiche heißen Taliks. Wenn Thermokarstseen schließlich entwässern, hinterlassen sie drainierte Seebecken, in welchen sich potenziell wieder neuer Permafrost bilden kann, doch mit fortschreitender Klimaerwärmung wird das Wiedergefrieren der Taliks immer unvollständiger. Auch die Entwicklung von Taliks unabhängig von Seen nimmt zu. Diese flächenhaften Auftauzonen entstehen durch ein zu tiefes sommerliches Auftauen der obersten Bodenschichten, während die wärmeren und schneereicheren Winter in der Arktis ein Rückfrieren der saisonalen Auftauschicht nicht mehr vollständig gewährleisten. Die Auftauprozesse haben Auswirkungen auf das im Permafrost enthaltene organische Material, denn die mikrobielle Zersetzung des ehemals gefrorenen Materials führt zu Treibhausgasemissionen. Diese liegen im Maßstab der Jahresemissionen von Deutschland und tragen somit erheblich zur Klimaerwärmung bei. Insgesamt liegt etwa die doppelte Menge an Kohlenstoff, die aktuell in der Atmosphäre ist, in Permafrostgebieten gespeichert. Entlang der arktischen Küsten führt das Auftauen des Permafrosts außerdem zu Erosion, wodurch organisches Material vom Land ins Meer gespült wird bzw. ehemalige Thermokarstsenken und -seen von Meerwasser überflutet werden. In meinem vorgeschlagenen 36-monatige Promotionsprojekt plane ich daher, die Kohlenstoffvorräte und ihre Eigenschaften in den oben genannten Landschaftseinheitenentlang der Küste Alaskas zu erforschen. Um die Eigenschaften der Sedimente nachvollziehen zu können und die zukünftige Anfälligkeit (Tauen) sowie die Verstärkung des Klimawandels (Treibhausgasentstehung) abschätzen zu können ist es darüber hinaus wichtig, die Landschaftsentwicklung zu rekonstruieren. Des Weiteren werde ich die Veränderungen in der Menge des organischen Kohlenstoffes und der Qualität des organischen Materials analysieren, welche dem Tauen des Permafrosts folgen. Aufgrund der Küstenerosion bzw. Überflutung evaluiere ich außerdem den potenziellen Einfluss von Salz auf das organische Material und dessen Zersetzung. Diese Ergebnisse tragen einen wichtigen Teil zur Bewertung von Permafrost-Klima-Rückkopplungen bei, wodurch Klimamodelle verbessert werden können, die noch nicht inder Lage sind, die Taueffekte des Permafrosts realitätsnah zu berücksichtigen. Insbesondere werden mögliche mit Permafrostveränderungen assoziierte Quellen und Senken des starken Treibhausgases Methan genauer charakterisiert, welches derzeit einen besonders starken Anstieg in der Atmosphäre erfährt. Für den sofortigen Beginn der Laboruntersuchungen stehen Proben aus Nordalaska zur Verfügung und ich plane, während einer Expedition in den Nordwesten Alaskas im Jahr 2024 weitere Proben zunehmen. Mein Projekt beinhaltet umfangreiche Laborarbeiten. Mit biogeochemischen Analysen werden die Kohlenstoffvorräte bestimmt. n-Alkan-Biomarker Analysen dienen zur Quantifizierung der Qualität des organischen Materials und dessen Veränderung. Unterstützend hierzu wird unteranderem die Kohlenstoff-Isotopie verwendet. Des Weiteren werde ich Inkubationsexperimente als einen Hauptbestandteil der Laboranalysen durchführen, um die Kohlendioxid- und Methanemissionen aus auftauendem Permafrost zu bestimmen. Weitere Labortätigkeiten umfassen hydrochemische Analysen, beispielsweise zur Bestimmung des marinen Einflusses. Sedimentologische Analysen werden durchgeführt, um z.B. die Erosionsanfälligkeit der küstennahen Böden zu bestimmen. Zuletzt sind Radiokarbondatierungen wichtig für ein besseres Verständnis von Umweltveränderungen. Das Promotionsprojekt ist als publikationsbasierte Dissertation mit drei wissenschaftlichen Veröffentlichungen konzipiert und wird unter Beteiligung nationaler und internationaler PartnerInnen am Alfred-Wegener-Institut (AWI) Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung in Potsdam mit Anbindung an die Universität Potsdam durchgeführt.