Trotz Erderwärmung: Unter Tibet wächst eine riesige Menge Eis

Trotz Erderwärmung: Unter Tibet wächst eine riesige Menge Eis – und das kann gefährlich werden

Trotz steigender Temperaturen nimmt das Bodeneis auf 35 Prozent der Permafrostfläche Tibets zu. Das kann Straßen und Gebäude gefährden.

Auf dem tibetischen Hochplateau geschieht etwas Unerwartetes: Obwohl sich die Region etwa doppelt so schnell erwärmt wie der globale Durchschnitt, wächst das Eis im Boden auf rund 35 Prozent der Permafrostfläche. Verantwortlich sind ausgerechnet steigende Niederschläge. Mehr Regen und Schnee lassen zusätzliches Wasser im Untergrund gefrieren. Für Straßen, Brücken und Gebäude kann das gefährlich werden, denn gefrierender und auftauender Boden hebt und senkt sich.

Hinter dem ungewöhnlichen Eiswachstum steckt eine Veränderung der Luftströmungen. Kräftigere Westwinde bringen mehr Feuchtigkeit nach Tibet. In den betroffenen Gebieten stieg der jährliche Niederschlag seit der Jahrtausendwende um rund 60 Prozent. Das berichtet ein Forschungsteam unter Leitung der Peking University im Fachjournal Science Advances. Die Wissenschaftler werteten Daten aus 369 Bohrlöchern aus und berechneten die Entwicklung des Bodeneises zwischen 1979 und 2018.

Warum der Permafrost in Tibet trotz Erwärmung mehr Eis enthält

Permafrost bezeichnet Boden, dessen Temperatur mindestens zwei Jahre hintereinander unter null Grad bleibt. Im Sommer taut die obere Schicht auf, darunter bleibt der Boden gefroren. Auf dem tibetischen Hochplateau stiegen die Temperaturen in den vergangenen Jahrzehnten um durchschnittlich 0,35 Grad Celsius pro Jahrzehnt. Weltweit waren es rund 0,16 Grad.

Die Bohrlochmessungen ergaben dennoch ungewöhnliche Unterschiede. Vor 2000 lag der durchschnittliche Eisanteil bei 16 Volumenprozent, danach bei 25 Prozent. Da die Bohrlöcher teilweise an verschiedenen Standorten liegen, lassen sich die Werte nicht unmittelbar vergleichen. Vier Paare benachbarter Bohrlöcher bestätigten jedoch den höheren Eisgehalt in den neueren Proben.

Zusätzliches Wasser gefriert tief im Boden

Entscheidend ist die Tiefe, in der sich das Eis sammelt. Regenwasser und geschmolzener Schnee dringen während der warmen Monate in die aufgetaute Bodenschicht ein. Im Winter gefriert das Wasser wieder. In den oberen Bereichen taut es im nächsten Sommer erneut auf.

In tieferen Schichten zwischen etwa 1,4 und 3,2 Metern bleibt dagegen mehr Eis erhalten. Besonders günstig sind Höhenlagen über 4500 Metern mit sanft geneigtem Gelände. Dort fließt das Wasser langsamer ab und kann sich im Boden sammeln. Die niedrigen Temperaturen ermöglichen anschließend das Gefrieren.

Computersimulationen erklären das Eiswachstum

Für die Berechnungen teilten die Wissenschaftler das Hochplateau in mehr als 25.000 Gebiete von jeweils ungefähr zehn Kilometern Seitenlänge ein. Sie untersuchten, wie sich Temperatur und Niederschlag auf den Wasser- und Eisgehalt auswirken.

Dabei verglichen sie drei Bedingungen:

Erwärmung ohne zusätzlichen Niederschlag: Der Eisgehalt sank in den meisten betroffenen Gebieten.
Mehr Niederschlag ohne Erwärmung: Zusätzliches Wasser gefror im Untergrund und vergrößerte den Eisgehalt.
Erwärmung und mehr Niederschlag: In Teilen des Hochplateaus überwog die zusätzliche Eisbildung.

Für die oberen 3,2 Meter des Permafrostgebiets errechnete das Modell zwischen 1979 und 2018 einen Nettozuwachs von rund 98 Kubikkilometern gefrorenem Wasser. Der Wert ist eine Modellschätzung, keine direkt gemessene Eismenge.

© Science Advances Trotz steigender Temperaturen wächst das Eis unter Tibet: Die Karte zeigt, wo sich zwischen 1979 und 2018 zusätzliches Bodeneis angesammelt hat (grün) und wo es zurückging (braun). Besonders im Westen nimmt der Eisgehalt zu. © Science Advances

Zusätzliches Bodeneis verstärkt Bodenbewegungen

Gefrierendes Wasser beansprucht mehr Platz als flüssiges. Dadurch kann sich der Untergrund anheben. Schmilzt das Eis wieder, sackt der Boden ab. Diese wiederkehrenden Bewegungen können Straßen beschädigen, Fundamente belasten und Brücken beeinträchtigen.

Satellitenmessungen ergaben in den Gebieten mit ungewöhnlicher Eiszunahme durchschnittliche jahreszeitliche Bodenbewegungen von 18 Millimetern. In den übrigen Permafrostregionen waren es 14 Millimeter. Die zusätzliche Eisbildung könnte diese Unterschiede mitverursachen. Konkrete Schäden an einzelnen Bauwerken wurden dabei nicht untersucht.

Mit steigenden Temperaturen könnte das Eis wieder verschwinden

Im südöstlichen Teil des Hochplateaus, wo der Monsun das Wetter bestimmt, nimmt der Eisgehalt bereits ab. Auch in wärmeren Gebieten des zentralen Hochplateaus schmilzt zuvor angesammeltes Eis inzwischen wieder. Die ungewöhnliche Zunahme dürfte deshalb zeitlich begrenzt sein.

Bis 2100 könnten nach langfristigen Klimaprojektionen 44 bis 71 Prozent des heutigen Permafrosts auf dem Hochplateau zurückgehen oder sich deutlich verändern. Mit dem Auftauen größerer Eismengen drohen zusätzliche Bodenabsenkungen und Erosion.

Für Straßen, Brücken und Gebäude auf dem Hochplateau werden deshalb neben Temperaturmessungen auch Niederschlagsdaten und regelmäßige Kontrollen der Bodenbewegungen benötigt. Besonders in Gebieten mit stark schwankendem Eisgehalt können solche Messungen helfen, Veränderungen des Untergrunds frühzeitig zu erkennen.

Kurz zusammengefasst:

Trotz steigender Temperaturen nimmt das Bodeneis auf rund 35 Prozent der Permafrostfläche Tibets zu.
60 Prozent mehr Niederschlag in den betroffenen Gebieten sorgen dafür, dass zusätzliches Wasser in den Boden sickert und dort gefriert.
Das zusätzliche Eis kann Straßen, Brücken und Gebäude gefährden, weil sich der Boden beim Gefrieren hebt und beim Auftauen wieder absenkt.

Übrigens: Tauender Permafrost kann ganze Berghänge destabilisieren. Auf der arktischen Insel Jan Mayen löste ein Erdbeben eine gewaltige Felslawine aus, nachdem der Untergrund möglicherweise bereits durch die Erwärmung geschwächt worden war. Mehr dazu in unserem Artikel.