Die Erhaltung des Klimas ist eines der drängendsten Probleme unserer Zeit. Um die globale Temperaturerhöhung auf unter 2 Grad Celsius im Vergleich zu vorindustriellen Werten zu begrenzen, müssen zukünftige Kohlenstoffemissionen strengen Limiten unterliegen. Jüngste Forschungen zeigen, dass die Schätzungen des verbleibenden Kohlenstoffbudgets, das für diese Temperaturgrenze zur Verfügung steht, erheblich sinken, wenn man die Kohlenstoffemissionen aus tauendem Permafrost in Betracht zieht. Das Pariser Abkommen hat sich verpflichtet, die globale Erwärmung auf deutlich unter 2 Grad zu begrenzen. Aktuellen Berechnungen zufolge dürfen maximal noch etwa 305 Gigatonnen CO2-Äquivalente in die Atmosphäre gelangen, um eine Wahrscheinlichkeit von 50 Prozent zu gewährleisten, dass diese Temperatur nicht überschritten wird. Diese Zahl reduziert sich jedoch erheblich für ambitioniertere Zielvorgaben.
Ein entscheidender Faktor in diesem Zusammenhang ist das Auftauen von Permafrostböden. Diese Böden enthalten große Mengen an Kohlenstoff, der bei Erwärmung als Treibhausgas freigesetzt wird. Eine neue Studie, geleitet von Dr. Goran Georgievski vom Max-Planck-Institut für Meteorologie, hat die Auswirkungen dieser Freisetzung auf das verbleibende Kohlenstoffbudget untersucht und festgestellt, dass es um 20 Prozent sinkt, wenn man die Kohlenstoffemissionen aus tauendem Permafrost berücksichtigt. Für ihre Untersuchung verwendeten die Forscher das Max-Planck-Institut-Erdsystemmodell (MPI-ESM), um Klimaprojektionen bis ins Jahr 2300 zu erstellen.
Die Simulationen zeigen, dass bis zum Ende des 21. Jahrhunderts aufgrund einer Erwärmung um 2 Grad Celsius etwa 122 Gigatonnen Kohlenstoff aus dem Permafrost in die Atmosphäre gelangen könnten. Bei einem Temperaturanstieg von 3 Grad Celsius wären es sogar 229 Gigatonnen. Die Studienergebnisse verdeutlichen, dass drei Viertel dieses Kohlenstoffs in die Atmosphäre freigesetzt werden, während der Rest nur sehr langsam abgebaut wird und im Boden verbleibt. Der Vergleich der Simulationen, die Permafrostemissionen berücksichtigen, mit denen, die dies nicht tun, zeigt signifikante Unterschiede im verbleibenden Kohlenstoffbudget.
Die Resultate zeigen, dass das Kohlenstoffbudget für das 2-Grad-Ziel um 13 Prozent sinkt, wobei die Reduktion im 21. Jahrhundert sogar 20 Prozent erreicht. Diese Unterschiede in den Emissionspfaden deuten darauf hin, dass die Fähigkeit von Ozeanen und Biosphäre, Kohlenstoff zu absorbieren, bis zur Mitte des Jahrhunderts abnimmt. Dies bedeutet, dass eine stärkere Reduzierung der Emissionen notwendig wird, um die Klimaziele zu erreichen, insbesondere wenn man die Auswirkungen des Permafrosts berücksichtigt.
Für das 3-Grad-Szenario ist die Reduktion des Kohlenstoffbudgets mit 11 Prozent bis 2300 etwas geringer. Dennoch zeigen die Emissionspfade erst gegen Ende des 21. Jahrhunderts signifikante Unterschiede. Die Zahlen mögen nicht alarmierend hoch erscheinen, sind jedoch von erheblicher Bedeutung, wie Georgievski betont. Zusätzlich zu den schrittweisen Veränderungen kann es in bestimmten Regionen auch zu plötzlichen und dramatischen Veränderungen kommen, wie etwa dem abrupten Auftauen des Permafrosts, was zu Bodensenkungen und der Bildung von Thermokarstseen führen kann. Solche Ereignisse könnten kurzfristig zu hohen Treibhausgasemissionen führen und die Eigenschaften der Landschaft verändern.
Die laufenden Forschungen am Max-Planck-Institut zielen darauf ab, die Modellierung dieser Prozesse zu verfeinern, um ein besseres Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Klima, Permafrost und Kohlenstoffbudgets zu entwickeln. Die Ergebnisse verdeutlichen die Dringlichkeit, die Auswirkungen des tauenden Permafrosts in Klimamodelle einzubeziehen, um realistischere Prognosen über die zukünftige Entwicklung des Klimas und die damit verbundenen Risiken zu erstellen.
