Welcher Kohlenstoff ist der älteste in Permafrostböden?

In den Regionen der hohen Breitengrade sind große Mengen des globalen organischen Bodenkohlenstoffs gespeichert. Gleichzeitig sind diese Regionen sehr anfällig für eine Erwärmung im Zuge des globalen Klimawandels. Der größte Teil des Kohlenstoffs ist in gefrorenen Permafrostböden gespeichert, die von borealen Wäldern bedeckt sind. Die Ökosysteme der borealen Wälder werden regelmäßig von Waldbränden heimgesucht, deren Häufigkeit und Intensität den Vorhersagen zufolge dramatisch zunehmen wird. Durch unvollständige Verbrennung der Vegetation bei Waldbränden entsteht pyrogener Kohlenstoff als Nebenprodukt. Pyrogener Kohlenstoff ist chemisch stabiler als die ursprüngliche Biomasse und folglich widerstandsfähiger gegen Zersetzung. Daher trägt er zu einem langfristigen Kohlenstoffreservoir bei, das die Emissionen von Waldbränden kompensieren könnte. Die Quantifizierung und auch das Alter des pyrogenen Kohlenstoffs in mineralischen Permafrostböden sind jedoch nicht vollständig erfasst, somit bleibt seine Dynamik noch unbekannt. Wir haben in Permafrostböden um den Mackenzie-Fluss in Nordkanada pyrogenen Kohlenstoff mit einem Alter von mehreren tausenden Jahren gefunden. Weiter südlich im Einzugsgebiet, wo diskontinuierlicher Permafrost auftritt, war der pyrogene Kohlenstoff wesentlich jünger. In allen Fällen war der pyrogene Kohlenstoff älter als der gesamte organische Bodenkohlenstoff, was seine höhere Beständigkeit unterstreicht. Unsere Ergebnisse zeigen, dass der gegenwärtige pyrogene Kohlenstoff teilweise von Rückständen dominiert wird, die aus feuerintensiven Perioden des frühen Holozäns stammen. Überraschenderweise machte der pyrogene Kohlenstoff in den untersuchten Böden durchweg etwa 7% des gesamten organischen Bodenkohlenstoffs aus, was nicht die von uns beobachtete Variabilität im Alter widerspiegelt. Anstatt dessen wurde das Alter und die Menge des pyrogenen Kohlenstoffs durch Boden- und Standorteigenschaften bestimmt, die sich zusammen mit dem Permafrost in Zukunft ändern werden. Pyrogener Kohlenstoff ist somit ein wichtiger und langlebiger Bestandteil in mineralischen Permafrostböden und dessen Dynamik muss im Hinblick auf künftige klimatische Veränderungen und den Kohlenstoffkreislauf der borealen Regionen berücksichtigt werden.

https://doi.org/10.1038/s43247-024-01343-5