Es gilt als eine der großen Gefahren im Zusammenhang mit der Klimaerwärmung: In den arktischen Permafrostböden sind große Mengen von Kohlenstoff gebunden, in Form von eingeschlossenem Methan. Würden die Böden auftauen, könnte es zu einem Austreten von Methan kommen, wodurch der Klimawandel weiter angeheizt werden könnte – es käme zu einer gefährlichen Rückkoppelung.

Solche Rückkoppelungen sollen nun im neuen Forschungsprojekt Q-ARCTIC untersucht werden, das vom European Research Council (ERC) mit einem der prestigeträchtigen ERC Synergy Grants ausgezeichnet wurde. Am Projekt beteiligt sind das Max Planck Institut für Meteorologie in Hamburg, das Max Planck Institut für Biogeochemie in Jena und das Erdbeobachtungsunternehmen b.geos in Korneuburg, welches von Annett Bartsch gegründet wurde. In ihrer Funktion als Privatdozentin am Department für Geodäsie und Geoinformation wird sie im Rahmen des Projekts Dissertationen an der TU Wien betreuen. Insgesamt ist das Projekt mit 10 Millionen Euro dotiert.

Zurückblicken um nach vorne schauen zu können

Die Zukunft des Kohlenstoffs im arktischen Permafrost kann man nicht mit einer einfachen Formel vorhersagen. Eine große Zahl von Parametern spielt dabei eine Rolle – von der Topografie über Flora und Fauna bis hin zur Hydrologie. Viele Faktoren beeinflussen einander gegenseitig, es gibt ein kompliziertes Netz aus Rückkoppelungen zwischen biologischen, chemischen und geologischen Prozessen. Zusätzlich verkompliziert wird die Situation dadurch, dass man unterschiedliche Größenskalen gleichzeitig betrachten muss: Manche Effekte spielen nur lokal eine Rolle, andere lassen sich nur auf einer kontinentalen Größenskala beschreiben.

Bisher gibt es kein Modell, das all diese Faktoren auf zuverlässige Weise zusammenführt. Das soll sich nun durch das Projekt Q-ARCTIC ändern: Ein aufwändiges Landoberflächenmodell soll verschiedenste Landschaftsmerkmale und Prozesse in der Arktis beschreiben. Mit leistungsfähigen Computern soll es gelingen, den Kohlenstoffkreislauf vergangener Epochen nachzuberechnen, um die Ergebnisse mit gemessenen Daten vergleichen zu können. Satellitendaten werden mit neuesten Methoden ausgewertet, um die Integration relevanter Prozesse in das Modell zu ermöglichen. Damit soll ein Modell entstehen, mit dem man schließlich auch in die Zukunft blicken kann, um die Auswirkungen des arktischen Kohlenstoffs auf das Weltklima besser zu verstehen.