Der unterseeische Permafrost, auch bekannt als mariner Permafrost, bildet eine Schicht von dauerhaft gefrorenem Boden unter den Küstenmeeren der polaren und subpolaren Regionen.
Dieses Phänomen ist im Vergleich zum bekannteren terrestrischen Permafrost weitgehend im Schatten geblieben, spielt jedoch eine entscheidende Rolle im globalen Klimasystem. Während der Eiszeiten entstanden, wurde dieser gefrorene Boden durch den Anstieg des Meeresspiegels überflutet und befindet sich nun in seinem aktuellen unterseeischen Zustand. Jüngste wissenschaftliche Untersuchungen haben gezeigt, dass an einigen Orten, wie entlang der Küste von Labrador, das Eis im Boden dank des Zustroms von kaltem Grundwasser gefroren bleibt, was zeigt, wie diese Infiltrationen dazu beitragen, Teile des unterseeischen Permafrosts zu erhalten.
Dieses Detail unterstreicht die Bedeutung kalter Strömungen und tiefer Gewässer für das Überleben des marinen Permafrosts im Kontext des Klimawandels. Die Gesamtfläche des unterseeischen Permafrosts wird derzeit auf etwa 2,5 Millionen Quadratkilometer geschätzt, aber dieses riesige Gebiet ist eine der am wenigsten erforschten Zonen der Welt, insbesondere in Bezug auf die enormen Kohlenstoffreserven, die es enthält.
Diese Reserven befinden sich hauptsächlich entlang des arktischen Kontinentalschelfs und stellen ein bedeutendes Reservoir für organischen Kohlenstoff dar, aber ihre tatsächliche Größe und ihr potenzieller Einfluss auf den Klimawandel sind weitgehend unbekannt. Der unterseeische Permafrost wird tatsächlich als Schlüsselelement im globalen Kohlenstoffkreislauf angesehen.
Mit der Intensivierung der globalen Erwärmung fragt sich die wissenschaftliche Gemeinschaft, ob genügend Daten vorhanden sind, um die Auswirkungen des Klimawandels auf diese Ressource genau abzuschätzen. Die globalen Überwachungssysteme sind jedoch oft fragmentarisch, selten aktualisiert und begrenzt, insbesondere für den unterseeischen Permafrost.
Dieser Mangel an Informationen stellt ein ernstes Hindernis für das Verständnis und die Vorhersage zukünftiger Umweltauswirkungen dar. Im Gegensatz zum terrestrischen Permafrost, der auf ein besser etabliertes Netzwerk von Erhebungen zählen kann, sind die Eigenschaften des unterseeischen Permafrosts oft wenig bekannt und die verfügbaren Daten sind nicht immer zugänglich oder werden nicht mit der Öffentlichkeit geteilt. Wissenschaftler erkennen tatsächlich ein unzureichendes Verständnis der globalen Prozesse, wie des Kohlenstoffkreislaufs, die vom marinen Permafrost beeinflusst werden.
Es wird auch beobachtet, dass der unterseeische Boden langsam auftaut und Methan und Kohlenstoff freisetzt, die die globale Erwärmung beschleunigen könnten. Die Hindernisse für eine effektive Datenerhebung sind technologische Schwierigkeiten und hohe Kosten.
Die vielversprechendsten Überwachungsmethoden umfassen seismische Techniken und geophysikalische Untersuchungen der gefrorenen Sedimente.
Eine erweiterte internationale Zusammenarbeit könnte jedoch die Kontinuität und Wirksamkeit der Feldstudien verbessern, obwohl die jüngsten politischen Spannungen zwischen den arktischen Ländern die wissenschaftliche Zusammenarbeit, insbesondere zwischen Russland und anderen Nachbarländern, behindert haben. Die größten Herausforderungen betreffen auch die Küstenerosion und die Zunahme von Sedimenten und organischem Material in den arktischen Gewässern, wie Studien im Laptew-Meer gezeigt haben. Hier haben Satellitenaufnahmen eine intensive Sedimentaufhängung gezeigt, ein Zeichen für eine sich schnell verändernde Umgebung, die die Erosion des unterseeischen Permafrosts begünstigt. Darüber hinaus enthält der marine Permafrost eine größere Menge an organischem Kohlenstoff als sein terrestrisches Gegenstück, was darauf hindeutet, dass er zu einer bedeutenden Quelle für gelösten Kohlenstoff im Ozean werden könnte.
Es wird geschätzt, dass die mit dem Permafrost verbundenen Gashydrate etwa 20 Gigatonnen Kohlenstoff enthalten, ein potenzielles Methanreservoir, das, einmal freigesetzt, die globale Erwärmung erheblich beeinflussen könnte. Das fortschreitende Schmelzen des unterseeischen Permafrosts wird durch steigende Temperaturen und den thermischen Fluss der arktischen Flüsse erleichtert, die dazu beitragen, die Eigenschaften des Permafrosts selbst zu verändern. Diese Prozesse, verschärft durch die Erosion, transportieren zuvor stabile Materialien in die Tiefe und erzeugen unvorhersehbare Wechselwirkungen in den biogeochemischen Kreisläufen der Meere. Diese Situation wird durch die Offshore-Extraktionsaktivitäten von Öl und Gas weiter kompliziert, die den Meeresboden erwärmen und den Schmelzprozess beschleunigen können. Die von den Bohrlöchern erzeugte Wärme kann tatsächlich ein Niveau erreichen, das die gefrorenen Strukturen irreversibel verändert, wodurch die Stabilität des Meeresbodens bedroht und die Freisetzung von Chemikalien ins Wasser und in die Atmosphäre erhöht wird. Das Verständnis der Auswirkungen menschlicher Aktivitäten und der globalen Erwärmung auf den unterseeischen Permafrost ist daher unerlässlich, um wirksame Minderungsstrategien zu entwickeln.
Die Schwierigkeiten beim Zugang zu Daten und der geringe Informationsaustausch stellen jedoch ein erhebliches Hindernis dar, was eine internationale Zusammenarbeit für ein effektives Management des arktischen Ökosystems unerlässlich macht.
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