Nördlich des Polarkreises münden zahlreiche Flüsse in den Arktischen Ozean. An ihren Mündungen bilden sich große Deltas aus Sedimenten, Wasserläufen und Feuchtgebieten. In den gefrorenen Böden dieser Landschaften lagern enorme Mengen an organischem Kohlenstoff. Dieser stammt unter anderem aus abgestorbenen Pflanzenresten, die über Jahrtausende im Permafrost eingeschlossen wurden. Lange wirkten die gefrorenen Böden wie ein natürlicher Tiefkühlschrank: Pflanzenreste und anderes organisches Material blieben eingefroren und wurden kaum zersetzt.
Arktische Flussdeltas im Blick
Doch durch die steigenden Temperaturen infolge des Klimawandels taut der Permafrost vielerorts auf. Dadurch werden Mikroorganismen aktiv und bauen das organische Material ab. Dabei werden Kohlendioxid und Methan freigesetzt. „Der tauende Permafrost könnte den Klimawandel also potentiell verstärken”, erklärt Seniorautor Guido Grosse vom Alfred-Wegener-Institut – Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI). Deshalb sei es wichtig, genauer zu verstehen, wie viel Kohlenstoff in diesen Böden steckt und welche Menge davon beim Auftauen freigesetzt werden könnte.
Besonders bemerkbar machen sich die Folgen des Klimawandels in den arktischen Flussdeltas: An der Grenze zwischen Land und Meer liegend, sind sie gleich von mehreren Veränderungen betroffen: Das Meereis geht zurück, der Meeresspiegel steigt, das Land senkt sich teilweise ab, der Permafrost taut, die Tauperiode wird länger und das Flusswasser wärmer. Bislang wurden die Rolle der arktischen Flussdeltas als Kohlenstoffspeicher und ihre Veränderung durch den Klimawandel jedoch vergleichsweise wenig untersucht.
Überproportional viel Kohlenstoff liegt im Permafrost der Deltas
Für ihre Studie werteten Grosse, Erstautor Matthias Fuchs vom AWI und ihr Team deshalb Daten aus mehr als 1.600 Bodenproben aus 17 arktischen Flussdeltas aus. Sie ermittelten, wie viel Kohlenstoff und Stickstoff in diesen gefrorenen Flussböden enthalten sind. Das Ergebnis: Den Berechnungen zufolge speichern die arktischen Flussdeltas auf einer Fläche von knapp 100.000 Quadratkilometern 57,5 Gigatonnen Kohlenstoff – im Verhältnis zur Fläche ist dies besonders viel, wie das Team erklärt. Denn die Deltas machen nur rund ein Prozent der globalen Permafrostfläche aus, enthalten aber etwa fünf Prozent des gesamten Kohlenstoffs, der weltweit in Permafrostböden gebunden ist.
„Noch deutlicher wird dies, wenn man sämtliche Böden der Erde mit einbezieht“, erklärt Grosse. „Dann binden die arktischen Deltas rund zwei Prozent allen Bodenkohlenstoffs auf nur 0,08 Prozent der globalen Bodenfläche.“ Zum Vergleich: Durch menschliche Aktivitäten nimmt die Kohlenstoffmenge in der Atmosphäre jedes Jahr um etwa 4,5 Gigatonnen zu. Die arktischen Deltas enthalten mit gut 57 Gigatonnen ein Vielfaches davon. Beim Stickstoff kamen die Forschenden auf einen Wert von 3,8 Gigatonnen Stickstoff auf einer Fläche von 100.000 Quadratkilometern – dies macht die Flussdeltas der polaren Breiten zu wichtigen Akteuren auch im Stickstoffkreislauf.
Nach Ansicht des Forschungsteams unterstreichen diese Zahlen, dass die arktischen Flussdeltas eine wichtige und bisher unterschätzte Rolle für die arktischen Stoffkreisläufe und für das irdische Klimasystem insgesamt spielen.
Quelle: Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI); Fachartikel: Nature Communications, doi: 10.1038/s41467-026-73092-2
