Eine neue Studie zeigt: Wenn der Permafrostboden auftaut, verändert sich dessen Bodenstruktur und damit auch seine Durchlässigkeit für klimaschädliche Gase. Dadurch können deutlich schneller Treibhausgase wie Kohlenstoffdioxid und Methan freigesetzt werden. Dieser bislang unterschätzter Mechanismus kann die Erderwärmung weiter antreiben.
Erkenntnisse der neuen Studie
Die Regionen mit Permafrost (Abb. 1) waren bislang ein gigantischer Kohlenstoffspeicher. Doch mit der fortschreitenden globalen Erwärmung beginnt der Boden dieser Regionen zu tauen. In diesem Zusammenhang untersuchte eine Studie im Fachjournal Earth’s Future, wie sich die Gasdurchlässigkeit der Böden beim Auftauen verändert. Die Wissenschaftler zeigten, dass die Böden in Abhängigkeit ihrer Zusammensetzung 25 bis 100-mal durchlässiger für Treibhausgase werden. Das bedeutet jedoch, dass Treibhausgase wie Kohlenstoffdioxid und Methan, die bislang im gefrorenen Boden eingeschlossen waren, leichter entweichen und in die Atmosphäre gelangen können.
Abb. 1: Karte des Permafrostes der Nördlichen Hemisphäre. Quelle: Studie im Fachjournal Earth’s Future. Abgerufen am 19.05.2026.
Bisher galt Permafrost vor allem als riesiger Kohlenstoffspeicher. Schätzungen zufolge sind auf der Nordhalbkugel rund 1.700 Gigatonnen Kohlenstoff gebunden, was in etwa dem Dreifachen, der derzeit in der Atmosphäre enthaltenen Menge entspricht. Doch diese Rolle als Klimapuffer gerät durch den Klimawandel ins Wanken. Die neue Studie zeigt, dass der Übergang von gefrorenem zu tauendem Boden kein langsamer, gleichmäßiger Prozess ist. In Laborexperimenten erwärmten Forschende verschiedene Bodenproben schrittweise von −18 °C bis +5 °C und beobachteten dabei, wie sich deren innere Struktur verändert. Dabei zeigten sie, dass sich der Boden in einem engen Temperaturbereich nahe dem Gefrierpunkt, etwa zwischen −5 °C und +1 °C, besonders stark verändert. In genau diesem Bereich beginnt das Eis im Boden zu schmelzen, Porenräume verbinden sich, und bislang isolierte Gasblasen finden neue Wege an die Oberfläche. Als Folge steigt die Gasdurchlässigkeit sprunghaft an. Damit verstärkt sich ein klassischer Rückkopplungseffekt des Klimawandels: Steigende Temperaturen führen zum Auftauen des Permafrostbodens, dieser setzt vermehrt Treibhausgase frei und diese wiederum treiben die Erderwärmung weiter an, also ein sich selbst verstärkender Prozess.
Die Ergebnisse der Studie sind deshalb so wichtig, weil sie einen grundlegenden Mechanismus sichtbar machen, der bislang in Klimamodellen nur unzureichend berücksichtigt wurde. Bisher lag der Fokus vor allem auf biologische Prozessen, d. h. Mikroorganismen zersetzen das bislang im Permafrost gebundene organische Material, was zur Freisetzung von Treibhausgasen führt. Die neue Studie ergänzt dieses Bild um eine physikalische Komponente: Wenn Gase bereits vorhanden sind, können diese durch den auftauenden Boden viel schneller entweichen.
Fazit
Die Studie macht deutlich, dass die Regionen mit Permafrost nicht nur schwinden, sondern sich grundlegend verwandeln. Mit steigenden Temperaturen verliert der Permafrostboden seine Funktion als Barriere und wird selbst zum Verstärker der Erderwärmung.