Gesteinsverwitterung als Gegenspieler der CO₂-Emissionen durch auftauenden Permafrost
Eine aktuelle Studie, veröffentlicht im Fachjournal Nature, liefert neue Erkenntnisse zur Rolle der Gesteinsverwitterung im Kontext des Permafrostauftauens. Während das Schmelzen von Permafrostböden die Freisetzung großer Mengen organischen Kohlenstoffs und damit eine verstärkte CO₂-Emission bewirkt, zeigt die Untersuchung, dass gleichzeitig Prozesse der Gesteinsverwitterung zur Bindung von CO₂ beitragen können.
Hintergrund und Untersuchungsgebiet
Der globale Klimawandel bewirkt ein vermehrtes Auftauen von Permafrostböden, was bisher als eine positive Rückkopplung im Klimasystem verstanden wurde: Der freigesetzte Kohlenstoff wird in Flüssen zu CO₂ umgewandelt und gelangt in die Atmosphäre. Die neue Studie erweitert dieses Bild, indem sie die Bedeutung geochemischer Verwitterungsprozesse hervorhebt.
Das Forschungsteam analysierte Flüsse auf dem Qinghai-Tibet-Plateau, der größten zusammenhängenden Permafrostregion außerhalb der Polarzonen. In 50 Fließgewässern des Untersuchungsgebiets, das sich über etwa 780.000 km² und Höhenlagen zwischen 1.650 und 4.820 Metern erstreckt, wurden CO₂-Emissionen gemessen und chemische Analysen durchgeführt. Die Region weist unterschiedliche Permafrostzustände auf, von dauerhaftem bis zu sporadischem oder fehlendem Permafrost.
Ergebnisse und Bedeutung der Gesteinsverwitterung
Die Auswertung der Daten ergab, dass die chemische Verwitterung von Gesteinen einen erheblichen Einfluss auf die CO₂-Bilanz der Flüsse hat. Insgesamt kompensiert die Verwitterung etwa 35 % der CO₂-Emissionen aus den Flüssen. Dabei variiert der Anteil je nach Permafrostzustand: In Gebieten mit dauerhaftem Permafrost beträgt die Kompensation rund 15 %, während in Regionen mit sporadischem Permafrost Werte über 100 % erreicht werden können. Dies deutet darauf hin, dass mit zunehmendem Auftauen die Bedeutung der Verwitterung für die Kohlenstoffbindung wächst.
Die Art der freigesetzten Minerale spielt eine entscheidende Rolle. Silikatverwitterung, die im Großteil des Qinghai-Tibet-Plateaus vorherrscht, wirkt der CO₂-Freisetzung entgegen. Im Gegensatz dazu kann die Verwitterung von Schwefelmineralien wie Pyrit die CO₂-Emissionen verstärken, was insbesondere im Südosten des Untersuchungsgebiets beobachtet wurde.
Implikationen für den globalen Kohlenstoffkreislauf
Die Ergebnisse verdeutlichen, dass die Wechselwirkungen zwischen biologischen und geologischen Prozessen die CO₂-Dynamik in Permafrostregionen komplexer gestalten als bisher angenommen. Die Verwitterung könnte auf lange Sicht einen wichtigen Beitrag zur Bindung von CO₂ leisten und damit die Klimarückkopplung durch Permafrostauftauen abschwächen.
Dennoch relativiert sich die Bedeutung dieses Effekts im Vergleich zu den anthropogenen CO₂-Emissionen: Die jährlichen menschlichen Emissionen übersteigen die durch Silikatverwitterung gebundene CO₂-Menge um den Faktor 100. Eine nennenswerte Minderung des Klimawandels ist daher ohne deutliche Reduktion der Emissionen nicht zu erwarten.
Ausblick und Empfehlungen
Die Forschenden empfehlen, zukünftige Klimamodelle um geochemische Prozesse der Gesteinsverwitterung zu erweitern, um das Zusammenspiel aller Mechanismen im Kohlenstoffkreislauf umfassender zu erfassen. Nur so lässt sich die Nettoauswirkung des Permafrostauftauens auf das globale Klima besser einschätzen.
Kontakt für wissenschaftliche Rückfragen:
Prof. Aaron Bufe
Department für Geo- und Umweltwissenschaften
Ludwig-Maximilians-Universität München
Telefon: +49 89 2180 6714
E-Mail: a.bufe@lmu.de
Quelle der Originalpublikation:
Trejos-Espeleta JC, Bradley JA, Coskun ÖK, Wehrmann LM, Gomez-Saez GV, Orsi WD (2026): Fungi enhance microbial carbon retention in high Arctic fjord sediment. PLoS Biol 24(6), 16. Juni 2026.
https://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.3003783
DOI: 10.1371/journal.pbio.3003783
