PERMAFROSTBÖDEN sind Böden, die laut Definition zwei Jahre und länger durchgängig gefroren sind. Es handelt sich um Relikte aus der letzten Eiszeit, die vor etwa 10.000 Jahren endete. Sie machen fast ein Viertel der Landfläche auf der Nordhalbkugel aus, insgesamt 23 Millionen Quadratkilometer (fast zwei Drittel der Bodenfläche Russlands, dem flächenmäßig größten Land der Erde, sind dauerhaft gefroren). Im Norden Sibiriens, Kanadas und Alaskas, teils auch außerhalb der Arktis wie im Hochland von Tibet ist der Boden ganzjährig zum Teil mehrere hundert Meter tief gefroren. Auf der Südhalbkugel gibt es nur kleine Areale rund um die Antarktis. Permafrostböden sind quasi gefrorene Moore: In der gefrorenen Erde sind riesige Mengen abgestorbener Pflanzenreste gespeichert, die beim Tauen durch Bakterien zersetzt werden, wodurch der in den Pflanzen gespeicherte Kohlenstoff in die Atmosphäre gelangt.

Diese Permafrostböden sind seit Tausenden von Jahren gigantische Kohlenstoffspeicher. Eine so massive Anreicherung war nur möglich, weil dauerhaft niedrige Temperaturen den Abbau des in Pflanzenresten gebundenen Kohlenstoffs verhinderten. Schmelzende Permafrostböden könnten riesige Mengen Kohlenstoff freigeben und so die globale Erwärmung dramatisch beschleunigen: In den polaren Gebieten steigen die Temperaturen durch die Klimaveränderung doppelt so stark wie im globalen Mittel; dadurch tauen die Permafrostböden auf, bislang inaktive Mikroben beginnen den Bodenkohlenstoff in die Treibhausgase Kohlendioxid und Methan abzubauen, die dann in die Atmosphäre gelangen. Allein in den oberen Bereichen stecken bis zu 1500 Milliarden Tonnen Kohlenstoff, etwa doppelt so viel wie in der gesamten Erdatmosphäre mit bislang rund 800 Milliarden Tonnen. Bei zwei Grad Erwärmung könnten 2,5 Millionen Quadratkilometer der globalen Permafrostböden schmelzen, schätzt eine britische Studie.

Eine globale Vergleichsstudie des internationalen Permafrost-Netzwerks GTN-P (Global Terrestrial Network for Permafrost), an der auch das Alfred-Wegener-Institut (AWI) maßgeblich beteiligt ist, zeigt, dass in allen Gebieten mit Dauerfrostboden die Temperatur in mehr als zehn Metern Tiefe im Zeitraum von 2007 bis 2016 um durchschnittlich 0,3 Grad Celsius gestiegen ist. Beobachtet wurden die Arktis ebenso wie die Antarktis, aber auch die Hochgebirge Zentralasiens und sogar die Alpen. Besonders hoch fiel die Erwärmung in Sibirien aus: Dort erwärmte sich der gefrorene Boden an einzelnen Bohrlöchern um 0,9 Grad Celsius. Die Ergebnisse erschienen am 16. Januar 2019 im Fachmagazin Nature Communications.