Permafrost

Permafrostová půda s ledovým klínem
Video: permafrostová půda

Permafrost - také permafrostová půda nebo permafrostová půda - je půda , sediment nebo hornina, která má teploty pod bodem mrazu po dobu nejméně dvou let bez přerušení v různých tloušťkách a hloubkách pod zemským povrchem. Silnější ložiska permafrostu jsou obvykle stará mnoho tisíc let.

Výzkum permafrostu je předmětem periglaciálního výzkumu a od roku 1983 je koordinován International Permafrost Association (IPA) . Je v něm zastoupeno 27 zemí, ve kterých se po mnoho desetiletí provádí intenzivní výzkum permafrostu. IPA vás pravidelně zve na mezinárodní a regionální odborné konference a vydává výroční zprávy o svých celosvětových aktivitách. Mezinárodní konference o permafrostu slouží od roku 1963 celosvětové vědecké výměně. Původně se konaly každých pět let. Iniciativa k tomu přišla od amerických, kanadských a sovětských vědců.

Historie výzkumu permafrostu

První výzkumná práce

V Rusku začal výzkum permafrostu. V roce 1843 napsal Karl Ernst von Baer první vědu o permafrostu na světě pod názvem Materiály pro poznání Nesmrtelného ledu na Sibiři . Již v letech 1842/43 existoval strojopis připravený k tisku s 218 stranami a permafrostovou mapou Eurasie. Práce však byla ztracena asi 150 let. Objev a komentovaná publikace strojopisu dokončená v roce 1843 v roce 2001 byla vědeckou senzací. Dílo je fascinující ke čtení, protože jak Baerova pozorování šíření permafrostu, tak jeho popis periglaciální morfologie jsou i dnes do značné míry správné.

Hovorový výraz Russian вечная мерзлота wetschnaja merslota , německy „navždy zmrzlá půda“ , se objevil ve vědeckém lexikonu již v polovině 19. století.

Polární permafrost

Výzkum permafrostu získal na významu až po druhé světové válce v důsledku studené války . Distant Early Warning Line , řetězec více než 30 radarových stanic, všechny postavené na permafrostu , byly vytvořeny v 50. letech 20. století podél severního pobřeží Aljašky a přes kanadské souostroví do Grónska . Základní výzkum k tomu potřebný byl koordinován a financován „Výzkumnou a inženýrskou laboratoří studených regionů (CRREL)“ amerického armádního sboru inženýrů . To dalo výzkumu permafrostu velké finanční a logistické zdroje. V Sovětském svazu se těchto výzkumných úkolů ujala Akademie věd SSSR.

Průkopnická práce J. Rosse Mackaye na pingách a ledových klínech v deltě Mackenzie vzbuzuje od 50. let velký vědecký zájem . Ve svých inovativních projektech pokračoval přibližně 50 let. Studovaná oblast je také oblastí s velkým potenciálem pro ropu a zemní plyn, která rovněž upřednostňovala aplikovaný výzkum.

Velké pokroky ve znalostech o polárním permafrostu vedly v 70. letech k práci na stavbě transalajského plynovodu z Prudhoe Bay do Valdez . 1287 km dlouhý plynovod vede na dlouhé vzdálenosti přes permafrost. Při stavbě podpěr potrubí muselo být v oblastech permafrostu provedeno přes 10 000 vrtů. Vrtné protokoly zprostředkovávaly odborné znalosti, které byly také nutné pro stavbu dalších struktur doprovázejících potrubí (silnice, čerpací stanice, mosty) v permafrostu. Výzkumné centrum permafrostu se dnes stále nachází na University of Aljaška Fairbanks (UAF). Ve městě Fairbanks lze často vidět stavební práce, které ukazují na permafrost nacházející se pod městem (budovy na podpěrách, tepelná čerpadla).

Velmi uznávaný projekt zahájil v roce 1959 Fritz Müller (glaciolog) na ostrově Axela Heiberga v extrémní kanadské Arktidě. Výzkumná stanice postavená v roce 1959 je v provozu dodnes. Umožnilo to řadu průkopnických prací, například nejdůležitější řadu glaciologických hmotnostních bilancí na arktickém ledovci ( White Glacier ) nebo dlouhodobé měření aktivní arktické kompresní morény na postupujícím Thompsonově ledovci . Práce byly zahájeny na McGill University , poté pokračoval na ETH Curych Fritzem Müllerem. Dali podnět k navazujícím pracím na Ellesmere Island a Ward Hunt Island vědci z Heidelberg University , později na JLU Giessen . V letech 1975 až 1990 vědci uskutečnili delší expedice do některých dosud neprozkoumaných oblastí permafrostu v kanadské Arktidě

Alpský permafrost

Alpské země mají mnohaleté zkušenosti s nebezpečím permafrostu a sněhu v důsledku zvládání rizika katastrof, které je v horských oblastech zásadní. Zájem o periglaciální procesy a jejich vztah k permafrostu vedl od 70. let minulého století k měření pohybu na skalních ledovcích , což jsou podle definice objekty v alpském permafrostu , zejména ve Švýcarsku, Francii a Rakousku . Na univerzitě v Basileji například geomorfolog Dietrich Barsch pozoroval pohyb skalních ledovců v Engadinu . Jeho student Wilfried Haeberli rozšířil vyšetřování na univerzitě v Curychu a vytvořil obecně platné zákony pro výskyt alpského permafrostu. V Curychu se geomorfolog Gerhard Furrer věnoval také vztahu mezi permafrostem a solifluction ve švýcarských Alpách a na Svalbardu. Dobré výsledky přiměly IPA k pořádání mezinárodní konference Permafrost (ICOP) v roce 2003 na ETH v Curychu. Zúčastnilo se více než 200 účastníků z 24 zemí a exkurze do výzkumných objektů zkoumaných v alpské oblasti. Na konferenci se setkaly s velkým zájmem geotechnické problémy týkající se struktur a jejich stability v případě sesuvů půdy způsobených tajícím permafrostem. Sarah Springmanová dokázala představit kampaně v oblasti vrtání a monitorování, které vede na skalních ledovcích. WSL Institute for Snow a Avalanche výzkumného SLF také hraje hlavní roli a se svými „Research Unit Snow a Permafrost“, byla sama věnuje s otázkami bezpečnosti v souvislosti s důsledky globálního oteplování na mnoho let . Vzhledem k velkému počtu výzkumníků v alpském permafrostu a jejich pozoruhodným výsledkům výzkumu byly alpské země Švýcarsko, Francie, Německo a Itálie mezi 24 zakládajícími členy IPA v roce 1983 ve Fairbanks (Aljaška).

Zaměření výzkumu v německy mluvících zemích

Výzkum permafrostu v alpské oblasti je standardním tématem mnoha geografických ústavů na univerzitách. Je třeba zmínit Technickou univerzitu v Mnichově s katedrou pro svahové pohyby (Michael Krautblatter), ve Švýcarsku geovědy na Université de Fribourg , v Rakousku univerzity v Grazu a ve Vídni . Při výuce a výzkumu jsou skluzavky hlavními příklady možných katastrofických důsledků globálního oteplování v oblastech s permafrostem. V tajícím horském permafrostu číhá obrovské nebezpečí, protože jemné skalní trhliny mohou ve skále obsahovat i led, což může při tání vést k sesuvům ve strmých skalních stěnách. Sesuv půdy Randa VS z roku 1991 a sesuv Bondo s několika událostmi v roce 2017 byly velmi podrobně studovány .

rozdělení

Distribuce a frekvence permafrostu (souvislá, nesouvislá, sporadická a izolovaná permafrostová zóna na severní polokouli)

Permafrost se obvykle tvoří tam, kde je průměrná roční teplota -1 ° C a roční srážky nepřesahují 1 000 milimetrů. Velké permafrostové oblasti Země jsou proto v polárních oblastech s arktickými a antarktickými tundrami , v částech oblastí boreálních jehličnatých lesů , ale také v dalších oblastech, které splňují požadavky na permafrost, jako je většina vysokých zemských hor . Permafrost zóna je cirkumpolární oblast věčného zamrznutí, který zahrnuje tundru severních světadílů, velkých lesních ploch a pobřežních zónách mořském dně . Geograficky řečeno pokrývá velké části severní Kanady , Aljašky , Grónska a východní Sibiře . V těchto permafrostových zónách leží asi 20 až 25% zemské pevniny. V oblasti permafrostu je Grónsko 99%, Aljaška 80%, Rusko 50%, Kanada 40 až 50%a Čína až 20%. Na jihu zasahují některé oblasti permafrostu do Mongolska . Poloha v zóně permafrostu automaticky neznamená podložku permafrostu pro každé jednotlivé místo, ale rozlišuje se mezi souvislou (> 90 procent plochy), nesouvislou (> 50–90 procent plochy), sporadickou (> 10–50 oblastí procent) a izolované zóny (<10 plošných procent) permafrost.

Permafrost také proniká do podloží do různých hloubek: Na Sibiři se dosahuje hloubek až 1 500 metrů, v centrálních částech Skandinávie často jen kolem 20 metrů. Důvody tohoto spočívají ve velkém kontinentálním zalednění poslední doby ledové ( Visla glaciation ): Sibiř naproti tomu nebyla ve velké míře zaledněna, takže podloží bylo vystaveno chladnému vzduchu, aby mohlo zmrznout až do velmi nízkých výšek. Naproti tomu jádrová oblast Skandinávie byla izolována silným ledovým příkrovem , což znamenalo, že permafrost nemohl proniknout tak hluboko.

Ve vysokých horských oblastech , jako jsou Alpy nebo skandinávské vysoké hory, existují také oblasti permafrostu . Ve vyšších oblastech permafrostu těchto hor odpovídají dnešní klimatické podmínky současnému rozšíření permafrostu. V oblasti s průměrnými ročními teplotami vzduchu −3,5 ° C lze očekávat výskyt permafrostu na přibližně 50% plochy, často o tloušťce 200 až 300 metrů. Tento vztah mezi průměrnou roční teplotou vzduchu a výskytem permafrostu lze také do značné míry nalézt v polárním permafrostu. Nedávná tvorba nového permafrostu probíhá pouze ve velmi malé míře , například prostřednictvím tání zpět izolačního ledovce , přičemž exponovaná půda je vystavena chladnému vzduchu a za předpokladu, že jsou k tomu splněny podmínky, se zde může opět vytvořit permafrost. Na druhé straně zvýšení průměrné teploty vzduchu způsobuje, že v Alpách taje permafrost. Například v roce 2015 byl zničen příjem vody (pro pitnou vodu a vodní energii) Richterhütte ve výšce 2 374 m n. M. V Zillertalských Alpách. Sonnblick Observatory je také ohrožena v dlouhodobém horizontu.

Na jižní polokouli je permafrost, kromě horské oblasti And , na téměř 50 000 km 2 oblastí bez ledovců v Antarktidě. Méně než 1 procento pevniny je bez ledu.

V Arktidě je dokonce podmořský permafrost, tedy permafrost na dně oceánu. Kvůli eustatickému snižování hladiny moře bylo během poslední doby ledové mnoho kontinentálních šelfů nad hladinou moře , což umožňovalo vytváření permafrostu na těchto pevninách až do hloubky několika 100 metrů. Mořská voda, která znovu zaplavila polici v době ledové, byla příliš studená na to, aby znovu rozmrazila nyní podmořský permafrost. Podmořský permafrost může také vznikat, když se mořský led opírá o mořské dno ve velmi mělkých vodách a pod ním sedimenty zmrznou. Nejznámější podmořská ložiska permafrostu jsou v Laptevském moři v Severním ledovém oceánu u pobřeží Sibiře.

Permafrost může v létě rozmrznout na povrchu; rozmrazování podlaha (označované jako aktivní vrstvu v odborné literatuře ), je obvykle několik decimetrů a zřídka více než 2 metry, pod kterou se podpovrchová zůstává ve zmrazeném stavu. V rozmrazovací podlaze probíhá řada periglaciálních procesů . Horní vrstva půdy, která je v zimě zmrazena mimo periglaciální oblasti, se nazývá zimní mráz .

Některé budoucí předpovědi odhadují, že v důsledku rostoucího globálního oteplování, pokud se průměrná teplota zvýší o 2  K, se oblasti permafrostu na celém světě sníží o 25–44%.

Obrys permafrostu

Průřez permafrostem

Geografická distribuce

  1. Zóna nebo nadmořská výška souvislého permafrostu (90 až 100% podpovrchové oblasti je zmrazeno)
  2. Zóna nebo nadmořská výška nesouvislého permafrostu (více než 50% podpovrchové oblasti je zmrazeno)
  3. Zóna nebo nadmořská výška sporadického permafrostu (zmrzlý podpovrch je nerovnoměrný, méně než 50%)

Průřez permafrostem (shora dolů)

  1. letní rozmrazovací půda ( aktivní vrstva ), která se rozmrazuje při vyšších teplotách (tloušťka: několik centimetrů až asi tři metry) a v následující zimě opět zmrzne.
  2. skutečný permafrost

Nezamrzlá oblast v permafrostu se nazývá talik . Rozlišuje se mezi otevřenými a zavřenými taliki, které nemají kontakt s rozmrazovací podlahou.

Distribuce vegetačních zón během studeného maxima v poslední doby ledové v období, 24,500 až 18,000 BC V Evropě.
bílá: zalednění ; růžová přerušovaná čára: jižní hranice tundry; bílá tečkovaná čára: jižní hranice výskytů permafrostu; zelená čára: hranice severní stepi / stromořadí; žluté šrafování: sprašová poušť

Paleontologický význam

V některých permafrostových oblastech Sibiře byla předledovcová fauna a flóra výborně zachována. Jelikož byl nalezený biologický materiál dodnes zmrazen, jsou možné i DNA analýzy nálezů, což jinak u zkamenělin není možné. V roce 1997 byl dolganským Gennadijem Jarkowem na poloostrově Taimyr v severní Sibiři nalezen velmi zachovalý mamut vlněný ( mamut jarkowský ) a poté podrobně prozkoumán.

Toadflax druh Silene stenophylla byl také zachován v sibiřském permafrostu více než 30 000 let. V roce 2012 se vědcům z Ruské akademie věd podařilo pěstovat rostliny z těchto zmrazených pozůstatků. V permafrostu byly také nalezeny viry , jako je 30 000 let starý Mollivirus sibericum , a také nematody, které se v permafrostu zachovaly od pleistocénu asi před 42 000 lety. Navzdory skutečnosti, že byly zmrazeny desítky tisíc let, byly dva druhy těchto červů úspěšně resuscitovány.

Uložení uhlíku

V permafrostových oblastech Arktidy , Antarktidy a vysokých hor je uloženo 1 300 až 1 600 gigatonů uhlíku , což je asi dvakrát více než v celé zemské atmosféře (kolem 800 gigatonů): Když se permafrost rozmrazí, urychleno změnou klimatu, se uvolňuje jako skleníkový plyn, oxid uhličitý. Rozmrazování permafrostu je považováno za jeden z nejvýznamnějších sklápěcích prvků globálního oteplování. Zkoumání dynamiky uhlíku v podloží ovlivněné permafrostem a odhad množství tam uloženého uhlíku jsou předmětem současného výzkumu.

Pokles permafrostu

Kamenné prsteny na Špicberkách
Hřebeny ledových klínků viditelné na povrchu Země
Solifluction na Špicberkách

V průběhu globálního oteplování se permafrost otepluje téměř na celém světě. V posledních desetiletích byla pozorována migrace permafrostové hranice na sever v Severní Americe , Eurasii a Arktidě. Podle studie Institutu Alfreda Wegenera (AWI) vzrostla globální teplota permafrostu v letech 2007 až 2016 o 0,3 stupně Celsia . Největší nárůst byl pozorován na Sibiři , kde teplota někdy stoupla až o jeden stupeň Celsia. Za nespojitou permafrostovou zónou stojí kromě vyšších teplot vzduchu také silnější vrstva sněhu, což znamená, že se v zimě podloží méně chladí. V údolí Garwood na pobřeží Východní Antarktidy Victoria Land se mezi lety 2001 a 2012 prudce zrychlil vývoj termokrasu . Příčinou je pravděpodobně intenzivnější sluneční záření v důsledku změněných povětrnostních podmínek. Tenká vrstva sedimentu nad permafrostem urychlila jeho rozmrazování. Obává se, že oteplování oblasti by mohlo vést k rychlému rozmrazení větších oblastí permafrostu.

Farquharson a kol. publikoval v roce 2019 vědecký článek o změnách permafrostu (způsobeného termokrasem ) na třech měřicích stanicích v Kanadské vysoké Arktidě v letech 2003 až 2017. Podle autorů se půda v některých oblastech Kanady během studijního období často tolik rozmrazovala jak by to bylo s mírným vývojem (podle scénáře IPCC RCP 4.5 ; viz také reprezentativní cesta koncentrace ) se ve skutečnosti očekávalo pouze pro rok 2090 s globálním oteplováním kolem 1,1 až 2,6 ° C. V důsledku toho se například ve sledovaném období propadlo podloží na meteorologické stanici „Mold Bay“ na ostrově Prince Patricka o zhruba 90 centimetrů. Zdá se, že důvodem tohoto vývoje je tání permafrostu; Tabulka permafrostu se díky častým, nadprůměrně teplým létům přesouvá do stále větších hloubek, protože letní rozmrazovací půda má omezenou kapacitu tepelného pufru a špatně tak izoluje permafrostovou půdu proti rostoucím teplotám.

Kvůli nárůstu teploty v Arktidě se může zvýšit riziko lesních požárů . Pokud se rašelinová půda v Arktidě v důsledku oteplování vysuší, snadněji vzplane a uvolní do atmosféry skleníkové plyny. Kouř a saze vznikající při požárech pokrývají vodní a sněhové oblasti a snižují jejich odrazivost ( albedo ), což vede k většímu lokálnímu oteplování. Rozmrazený permafrost zase poskytuje požárům více jídla. V červnu a červenci 2019 byl v Arktidě a subarktice pozorován neobvykle vysoký počet lesních požárů, zejména na Aljašce, kde bylo v roce 2019 velké období tepla a sucha (viz také Lesní požáry v boreálních lesích severní polokoule v roce 2019 ). Pokud vysoké teploty a sucho přetrvávají několik po sobě jdoucích let, rašelinné oblasti se stanou rychleji hořlavými a dochází k požárům podzemních rašelinišť , které lze jen stěží uhasit. V roce 2020 došlo v důsledku vlny veder na Sibiři ke zvýšenému tání permafrostu a tím i katastrofy naftového oleje poblíž Norilsku .

Poškození budov a infrastruktury

Bezprostředními důsledky poklesu permafrostu jsou škody na silnicích, domech a infrastruktuře. Budovy se mohou zcela nebo částečně potopit a být zničeny. Zvláště ekologicky ohrožující jsou škody na průmyslových zařízeních, kde existuje riziko uvolnění velkého množství znečišťujících látek do citlivých arktických ekosystémů, které je obtížné regenerovat kvůli krátkému vegetačnímu období. V roce 2020 došlo v sibiřském městě Norilsk k vážnému úniku ropy, když v důsledku tání permafrostu praskla ropná nádrž pro elektrárnu a uniklo více než 20 000 tun ropy. Asi 5 000 tun ropy kontaminovalo půdu, většina ropy skončila ve vodních útvarech, zejména v řece Ambarnaya . Nehoda je považována za dosud největší nehodu v důsledku tání permafrostu. Podle organizace Greenpeace Rusko šlo o největší únik ropy v Arktidě od katastrofy Exxon Valdez v roce 1989. Předtím Sibiř zažila nejteplejší zimu od doby, kdy před 130 lety začaly záznamy, až 6 stupňů nad dlouhodobým průměrem. V Rusku byly teploty mezi lednem a květnem 2020 o 5,3 ° C nad průměrem za roky 1951–1980; Předchozí rekord byl navíc překonán o 1,9 ° C.

Zesílení změny klimatu

V dlouhodobém horizontu se tání obává ještě ve větší míře, protože Arktida je teplejší než průměr (→  polární zesílení ). Někteří vědci se domnívají, že bude pozitivní zpětná vazba, pokud by permafrost jako uhlík vázaný na biomasu během odmrazování a degradace biomasy jako skleníkového plynu CO 2 byl vypouštěn do atmosféry.

V tomto případě navíc metan vázaný v permafrostu bude ve velkém množství unikat do atmosféry . Ekonomické následné náklady na uvolňování metanu při rozmrazování permafrostu pod Východosibiřským mořem ( Arktida ) v průběhu globálního oteplování byly celosvětově odhadovány na 60 bilionů amerických dolarů . Vzhledem k malému rozsahu permafrostu v Antarktidě a kvůli skutečnosti, že „klimatické změny v kontinentální Antarktidě probíhají mnohem pomaleji“ než v Arktidě, antarktický permafrost nepředstavuje klimaticky relevantní riziko emisí skleníkových plynů.

Podle studie publikované v časopise Nature v roce 2018 předchozí odhady zohledňovaly pouze postupné tání permafrostu poblíž povrchu; Rychlé rozmrazování termokrasových jezer urychluje mobilizaci uhlíku na rozmrazovacím dně jezera. Měřeno v ekvivalentech CO 2 , což vede k výrazně zvýšeným emisím. Klimatické modely, které berou v úvahu pouze postupné a nikoli rychlé rozmrazování permafrostu, výrazně podcenily emise uhlíku způsobené rozmrazováním permafrostu. Kromě oxidu uhličitého a metanu odtávání stále častěji uvolňuje také oxid dusný , jehož potenciál globálního oteplování za více než 100 let je přibližně 300krát vyšší než v případě CO 2 . Další oteplování může přeměnit Arktidu z dříve zanedbatelného zdroje na malý, ale významný zdroj globálních emisí oxidu dusného. Podle vědců je vliv mikroorganismů tvořících metan na permafrost v klimatických modelech dlouhodobě podceňován.

V klimatických modelech CMIP5 nejsou brány v úvahu emise skleníkových plynů způsobené rozmrazováním permafrostu, což vede k systematickému podceňování globálního oteplování. Vědci se proto pokusili tyto efekty zpětně vyúčtovat pomocí korekčních faktorů.

Studie Natali et al. (2019) dochází k závěru, že nedávné oteplování v Arktidě, které v zimě vzrostlo, výrazně zrychluje mikrobiální degradaci půdní organické hmoty a následné uvolňování oxidu uhličitého. Pro odhad současných a budoucích ztrát uhlíku v zimě ze severní oblasti permafrostu autoři syntetizovali regionální pozorování toku CO 2 z arktických a boreálních půd in situ . Odhadli současnou ztrátu oblasti permafrostu na 1 662 TgC ročně v zimní sezóně (říjen - duben) . Tato ztráta je větší než průměrná absorpce uhlíku ve vegetačním období v této oblasti, odhadovaná podle procesních modelů (−1 032 TgC za rok). Rozšíření modelových předpovědí na teplejší podmínky až do roku 2100 naznačuje nárůst emisí CO 2 v zimě s mírným scénářem ochrany klimatu ( reprezentativní cesta koncentrace 4,5) o 17% a s pokračováním předchozího scénáře emisí ( reprezentativní cesta koncentrace 8,5 ) 41% tam. Tyto výsledky poskytují základ pro emise CO 2 v zimě ze severních oblastí a naznačují, že zvýšené ztráty CO 2 v půdě v důsledku oteplování v zimě mohou v budoucích klimatických podmínkách kompenzovat příjem uhlíku ve vegetačním období.

Uvolňování rtuti

Dalším nebezpečím je uvolňování velkého množství škodlivé rtuti při tání permafrostu.Ve zmrzlé biomase arktického permafrostu je vázáno asi dvakrát tolik rtuti než ve všech ostatních půdách, atmosféře a oceánech dohromady. Pokud by permafrost roztál, spustily by se procesy biologického rozkladu, pomocí nichž by se rtuť případně uvolňovala do prostředí, kde se mimo jiné nachází. by mohlo poškodit arktické ekosystémy, mořský vodní život a lidské zdraví.

Změny v topografii

„Dům na chůdách“ v Jakutsku
Rozmrazování půdy v oblasti permafrostu

Rozmrazování permafrostu již způsobilo významné a hrozivé změny v topografii ( termokras ). Zejména v severním Rusku se velké ploché oblasti během krátké doby potopily, když zmrzlá voda roztála a tím ztratila objem, unikl zachycený plyn a perforovaná půda se následně zhroutila vlastní vahou. Od té doby jsou velké oblasti kráterovou krajinou s křivými a vyvrácenými stromy a jezery s kondenzací. Ponorná permafrost u sibiřského pobřeží se také rychleji rozmrazuje kvůli přílivu teplé vody a umožnění úniku plynů.

Povrchové rozmrazování podloží způsobuje mnoho problémů při stavbě budov. V oblastech s permafrostem jsou proto budovy umístěny na hromadách, které sahají dolů do trvale zmrzlých oblastí země a stojí tak na pevné zemi. Vzduch pak může procházet pod budovou a odvádět teplo vyzařované budovou. Podlaha je také zastíněna, což je další ochrana proti rozmrazení.

Rozmrazování permafrostu v Alpách může uvést do pohybu celé horské svahy ( hromadný pohyb ). V roce 2007 sklouzly k údolí na Bliggferneru v Alpách asi čtyři miliony metrů krychlových skály a ledu. V horských oblastech v Norsku ukazuje permafrost teplotu 0 až -3 ° C. Pokud tedy globální oteplování pokračuje, pravděpodobně dojde k masivním sesuvům půdy, protože zmrzlá voda působí jako pojivo a drží pohromadě volné kameny, písek a podobně. V důsledku sesuvů půdy a sesuvů půdy mohly v úzkých fjordských soutěskách vzniknout megatsunami s výškou náběhu 100 m a více.

Opatření k zachování permafrostu

Za účelem ochrany permafrostu byla v německo-ruské spolupráci zřízena Nadace pleistocénního parku. Obnovením flóry a fauny z pleistocénní éry se brání tání permafrostu. Zachování permafrostu je dosaženo dvěma hlavními faktory:

1. V pleistocenním parku jsou usazeni různí býložravci. Při hledání potravy v zimě zvířata ničí izolační vrstvu sněhu a současně ji stlačují. Chlad tak může lépe pronikat do půdy a uložené teplo může lépe unikat. Přítomnost zvířat stačí k udržení permafrostu.

2. V důsledku albedo (zpětného záření) se více přicházejícího slunečního záření odráží přímo a není k dispozici systému jako energie. Steppentundra je lehčí než v současnosti převládající vegetace, takže se odráží vyšší podíl slunečního tepla. Permafrost je proto v létě méně vyhřívaný.

smíšený

Určitě je na Marsu také permafrost . Věří se, že voda, která byla kdysi hojná na Marsu, je nyní alespoň částečně jako led v zemi.

Geotermální -Použití ohřevu tepelného čerpadla může vést k permafrost, kdy se extrahuje tepelná energie již nemůže být dostatečně naplněny do životního prostředí. V tomto případě se kolem výměníků tepla v zemi vytvoří blok zmrzlé země, což výrazně snižuje topný výkon.

Viz také

  • Kryoturbace - míchání podpovrchové vrstvy v blízkosti povrchu zmrazováním a rozmrazováním
  • Nunavut - území v severní Kanadě charakterizované permafrostovými půdami
  • Thermokarst - proces tvorby půdy prostřednictvím povrchově tajících permafrostových půd

literatura

  • A. Strahler a A. Strahler: Fyzická geografie . 2002.
  • MA Summerfield: Globální geomorfologie. Úvod do studia landforms . 1991.
  • H. Zepp: Grundriss Allgemeine Geographie: Geomorphologie . 2004.
  • F. Ahnert: Úvod do geomorfologie . 1996.
  • H. French: Periglaciální prostředí . 2004.
  • H. Čtenáři: Geomorfologie - geografický seminář . 2003.
  • J. Mapa: Prostorové vymezení a regionální diferenciace periglaciálu . 1979.
  • A. Semmel: Periglaciální morfologie . 1985.
  • WD Blümel: Fyzická geografie polárních oblastí . 1999.
  • Bernhard Wietek : Permafrost v oblasti summitu. Mezinárodní revize lanovky 2/2007 . 2007.
  • W. Zech, P. Schad, G. Hintermaier-Erhard: Půdy světa. 2. vydání . Springer Spectrum, Heidelberg 2014, ISBN 978-3-642-36574-4 .

webové odkazy

Commons : Permafrost  - sbírka obrázků, videí a zvukových souborů
 Wikinews: Siberia: Thawing Permafrost Alerts Climate Scientists  - Message
Wikislovník: Permafrost  - vysvětlení významů, původ slov, synonyma, překlady
Wikislovník: Permafrostová půda  - vysvětlení významů, původ slov, synonyma, překlady

Individuální důkazy

  1. ↑ Lexikon geověd . páska 2. , 2000, s. 326 .
  2. ^ Webové stránky Mezinárodní asociace Permafrost
  3. ↑ Mezinárodní konference Permafrost 1963 až 2024
  4. ↑ Karl Ernst von Baer, ​​1843: Materiály pro poznání nezničitelného přízemního ledu na Sibiři. Komentovaná publikace z roku 2001. Celý text, 316 stran
  5. ↑ „ Chladné srdce Sibiře taje “ v edici Le Monde diplomatique 2017, č. 20 s. 13.
  6. ^ Dietrich Barsch, Lorenz King (ed.): Výsledky expedice na ostrov Heidelberg-Ellesmere . Geografická díla Heidelberg . Svazek 69, 1981, 573 stran.
  7. ↑ G. Hintermaier-Erhard et al.: Dictionary of Soil Science . 1997, ISBN 3-432-29971-0 , s. 205 .
  8. ↑ Alexey Portnov, Andrew J. Smith a kol.: Offshore rozpad permafrostu a masivní únik metanu z mořského dna v hloubce vody> 20 m na šelfu South Kara Sea . páska 40 . GRL, 2013, s. 3962–3967 , doi : 10,1002 / grl.50735 ( online , PDF ).
  9. ^ Max, MD: Hydrát hydrátu zemního plynu: Pobřežní systémy a kontinentální okraje . 5. vydání. Springer, 2000, ISBN 978-94-011-4387-5 , s. 415 ( online , PDF ).
  10. ^ Permafrost ( anglicky, francouzsky ) In: Kanadská encyklopedie . Citováno 21. srpna 2016.
  11. ↑ Lorenz King : Permafrost ve Skandinávii-výsledky výzkumu z Laponska, Jotunheimenu a Dovre / Rondane. Heidelberg Geographic Works 76, 174 stran, 1984, ISBN 3-88570-076-X
  12. ↑ Změna klimatu ničí hutní závod , orf.at, 11. září 2015, přístup 5. října 2015.
  13. ^ A b Lars Kutzbach, Paul Overduin, Eva-Maria Pfeiffer, Sebastian Wetterich a Sebastian Zubrzycki: Pozemský a podmořský permafrost v Arktidě . In: José L. Lozán, Hartmut Graßl , Dieter Kasang, Dirk Notz and Heidi Escher-Vetter (eds.): Varovné signální klima: Led země . 2015, s. 78–86 , doi : 10,2312/ warnsignal.klima.eis-der-erde.12 ( http://www.klima-warnsignale.uni-hamburg.de./ ).
  14. ↑ a b Nebezpečí změny klimatu kvůli tání permafrostu? (PDF) In: Podkladový papír Umweltbundesamt. Federální agentura pro životní prostředí, srpen 2006, přístup 17. ledna 2019 .
  15. ↑ a b Sayedeh Sara Sayedi, Benjamin W Abbott, Brett F Thornton, Jennifer M Frederick, Jorien Vonk E: Zásoby uhlíku podmořského permafrostu a citlivost na změnu klimatu odhadovaná odborným hodnocením . In: Dopisy pro environmentální výzkum . páska 15 , č. 12 , 1. prosince 2020, ISSN  1748-9326 , s. 124075 , doi : 10,1088 / 1748-9326 / abcc29 ( iop.org [přístup 3. ledna 2021]).
  16. ↑ Kde je Frozen Ground? National Snow and Ice Data Center (NSIDC), accessed 19. června 2018 .
  17. ^ Oleg A. Anisimova, Frederick E. Nelson: Distribuce permafrostu na severní polokouli za scénářů klimatických změn. In: Globální a planetární změna. Svazek 14, č. 1-2, srpen 1996, s. 59-72, doi: 10,1016 / 0921-8181 (96) 00002-1 .
  18. ↑ Hanno Charisius: Jako v létě 2090 . In: sueddeutsche.de . 17. června 2019, ISSN  0174-4917 ( sueddeutsche.de [přístup 23. června 2019]).
  19. ↑ Peter U. Clark, Arthur S. Dyke, Jeremy D. Shakun, Anders E. Carlson, Jorie Clark, Barbara Wohlfarth, Jerry X. Mitrovica, Steven W. Hostetler, A. Marshall McCabe: The Last Glacial Maximum . In: Věda . páska 325 , č. 5941 , 2009, s. 710-714 .
  20. ^ Oznámení na handelsblatt.com ze dne 21. února 2012 , přístup 21. února 2012
  21. ↑ AFP: Vědci reanimovali 30 000 let starý „obří virus“ nalezený na Sibiři. Daily Telegraph 8. září 2015
  22. ↑ AV Shatilovich, AV Tchesunov, TV Neretina, IP Grabarnik, SV Gubin, TA Vishnivetskaya, TC Onstott, EM Rivkina: Viable Nematodes from Late Pleistocene Permafrost of the Kolyma River Lowland. In: Doklady Biological Sciences. 480, 2018, s. 100, doi: 10,1134 / S0012496618030079 .
  23. ↑ Deutschlandfunk , Wissenschaft im Brennpunkt , 7. srpna 2016, Andrea Rehmsmeier : Na tenkém ledě (5. listopadu 2016)
  24. ↑ ipa.arcticportal.org: International Permafrost Association (5. listopadu 2016)
  25. ↑ Frontiers 2018/19: Emerging Problemes of Environmental Environment. Přístup 6. března 2019 .
  26. ↑ Vrhač metanu Permafrost - Wissenschaft.de . In: Wissenschaft.de . 20. března 2018 ( Wissenschaft.de [přístup 6. března 2019]).
  27. ↑ Sebastian Zubrzycki, Lars Kutzbach, Eva-Maria Pfeiffer: Půdy v permafrostových oblastech Arktidy jako jímač uhlíku a zdroj uhlíku . In: Polární výzkum . páska 81 , č. 1 , 2011, s. 33-46 ( awi.de [PDF]).
  28. ↑ Joachim Wille: Klimatické turbo. In: Klimareporter. 11. února 2020, přístup 11. února 2020 (německy).
  29. ↑ Yu Zhang, Wenjun Chen, Daniel W. Riseborough: Časové a prostorové změny permafrostu v Kanadě od konce malé doby ledové . In: Journal of Geophysical Research . Listopad 2006, doi : 10.1029 / 2006JD007284 .
  30. ^ VE Romanovsky, DS Drozdov, NG Oberman, GV Malkova, AL Kholodov, SS Marchenko, NG Moskalenko, DO Sergeev, NG Ukraintseva, AA Abramov, DA Gilichinsky, AA Vasiliev: Tepelný stav permafrostu v Rusku . In: Permafrost a periglaciální procesy . Červen 2010, doi : 10,1002 / ppp.683 .
  31. ↑ Boris K. Cable, Hanne H. Christiansen, Reynald Delaloye, Bernhard Diekmann, Dmitry Drozdov, Bernd Etzelmüller, Guido Grosse, Mauro Guglielmin, Thomas Ingeman-Nielsen, Ketil Isaksen, Mamoru Ishikawa, Margareta Johansson, Halldor Johannsson, Anseok Joohoho, Dmitry , Pavel Konstantinov, Tim Kröger, Christophe Lambiel, Jean-Pierre Lanckman, Dongliang Luo, Galina Malkova, Ian Meiklejohn, Natalia Moskalenko, Marc Oliva, Marcia Phillips, Miguel Ramos, A. Britta K. Sannel, Dmitrii Sergeev, Cathy Seybold, Pavel Skryabin, Alexander Vasiliev, Qingbai Wu, Kenji Yoshikawa, Michail Zheleznyak, Hugues Lantuit: Permafrost se otepluje v globálním měřítku . In: Přírodní komunikace . Leden 2019, doi : 10,1038 / s41467-018-08240-4 . Viz také: Permafrostové půdy se rozmrazují po celém světě - derStandard.at. Citováno 17. ledna 2019 (rakouská němčina). A: Zeit Online, AFP, kg: Změna klimatu: Permafrost se otepluje po celém světě . In: Čas . 16. ledna 2019, ISSN 0044-2070 ( zeit.de [přístup 17. ledna 2019]).
     
  32. ↑ Podzemní led v Antarktidě taje rychleji a rychleji. orf / dpa, 24. července 2013, přístup 19. června 2018 .
  33. ^ Joseph S. Levy a kol.: Zrychlená tvorba termokrasů v McMurdo Dry Valleys, Antarktida . In: Vědecké zprávy . páska 3 , č. 2269 , 2013, doi : 10,1038 / srep02269 .
  34. ^ A b c Louise M. Farquharson, Vladimir E. Romanovsky, William L. Cable, Donald A. Walker, Steven Kokelj, Dimitry Nicolsk: Klimatické změny pohání rozšířený a rychlý vývoj termokrasů ve velmi chladném permafrostu v kanadské vysoké Arktidě . In: Geophysical Research Letters . Červen 2019, doi : 10.1029 / 2019GL082187 .
  35. ↑ IPCC: Tabulka SPM-2, in: Souhrn pro tvůrce politik. In: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Příspěvek pracovní skupiny I k páté hodnotící zprávě Mezivládního panelu pro změnu klimatu.
  36. ↑ a b Lara Malberger: „Arktida hoří víc, než jak tomu bylo roky“. In: čas online. 19. července 2019. Získáno 20. července 2019 .
  37. ↑ a b Stefan Kruse v rozhovoru s Uli Blumenthal: Požár v Arktidě „Částice sazí urychlují tání ledových mas“. In: Deutschlandfunk. 18. července 2019, přístup 20. července 2019 .
  38. ↑ Nebezpečná zpětná vazba. 4 500 000 hektarů: katastrofa lesních požárů na Sibiři. In: www.feuerwehrmagazin.de. 9. srpna 2019, přístup 11. srpna 2019 .
  39. ↑ Ruská ropná katastrofa: Jaká nebezpečí číhá na Permafrostovou půdu? . In: NAU.ch , 6. června 2020. Přístup 6. června 2020.
  40. ↑ Klimatická krize: poplach při rekordní vlně veder na Sibiři . In: The Guardian , 17. června 2020. Citováno 18. června 2020.
  41. ↑ Edward Comyn-Platt, Garry Hayman, Chris Huntingford, Sarah E. Chadburn, Eleanor J. Burke, Anna B. Harper, William J. Collins, Christopher P. Webber, Tom Powell, Peter M. Cox, Nicola Gedney & Stephen Sitch : Rozpočty uhlíku pro cíle 1,5 a 2 ° C snížené přirozenými zpětnými vazbami mokřadů a permafrostu. In: Nature Geoscience. 9. července 2018, přístup 11. září 2019 .
  42. ^ DG Vaughan, JC Comiso, I. Allison, J. Carrasco, G. Kaser, R. Kwok, P. Mote, T. Murray, F. Paul, J. Ren, E. Rignot, O. Solomina , K. Steffen , T. Zhang: Postřehy: Kryosféra . In: TF Stocker, D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, SK Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex, PM Midgley (eds.): Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Příspěvek pracovní skupiny I k páté hodnotící zprávě Mezivládního panelu pro změnu klimatu . Cambridge University Press, Cambridge, Spojené království a New York, NY, USA, 4,7 Frozen Ground, S. 362 ( ipcc.ch [PDF; 13.1 MB ]).
  43. ↑ Monika Seynsche : Metan z rozmrazování permafrostu , dradio.de, Deutschlandfunk, Forschung Aktuell , 24. července 2013
  44. ↑ Katey Walter Anthony, Thomas Schneider von Deimling, Ingmar Nitze, Steve Frolking, Abraham Emond, Ronald Daanen, Peter Anthony, Prajna Lindgren, Benjamin Jones, Guido Grosse: Modelované emise uhlíku permafrostu 21. století zrychlené prudkým rozmrazením pod jezery . In: Přírodní komunikace . páska 9 , č. 3262 , 15. srpna 2018 ( nature.com ).
  45. ↑ Merritt R. Turetsky, Benjamin W. Abbott, Miriam C. Jones, Katey Walter Anthony, David Olefeldt: uvolňování uhlíku při prudkém tání permafrostu . In: Nature Geoscience . páska 13 , č. 2 , únor 2020, ISSN  1752-0908 , s. 138-143 , doi : 10,1038 / s41561-019-0526-0 ( researchgate.net [přístup 11. února 2020]).
  46. ↑ Carolina Voigt a kol.: Zvýšené emise oxidu dusného z arktických rašelinišť po tání permafrostu . In: Sborník Národní akademie věd . 2017, doi : 10,1073 / pnas.1702902114 .
  47. ↑ James G. Anderson, Bruce Baker, Edward Dumas, Claire Healy, David S. Sayres: permafrostu emisí oxidu dusného pozorované v krajinném měřítku pomocí palubního metodou vířivých kovariancí . In: Atmosférická chemie a fyzika . páska 19 , č. 7 , 3. dubna 2019, ISSN  1680-7316 , s. 4257-4268 ( atmos-chem-phys.net [přístup 22. července 2019]).
  48. ↑ Chemik z Harvardu: Hladiny Permafrost N2O 12krát vyšší, než se očekávalo. In: Harvard Gazette. 6. června 2019, Citováno 22. července 2019 (americká angličtina).
  49. ↑ Metanový rozmetač permafrostu. In: www.wissenschaft.de. 20. března 2018. Citováno 20. července 2019 .
  50. ↑ Rozmrazování permafrostu - podceňovaná hrozba pro globální klima. In: www.bundesregierung.de. 2019, přístup 20. července 2019 .
  51. ↑ Arktický permafrost rychle taje. To se týká nás všech. In: National Geographic. 13. srpna 2019, přístup 17. srpna 2019 .
  52. ↑ Eleanor J. Burke, Chris D. Jones, Charles D. Koven: Odhad reakce Permafrost-Carbon na klima v klimatických modelech CMIP5 pomocí zjednodušeného přístupu . In: Journal of Climate (JCLI) . Červenec 2013, doi : 10.1175 / JCLI-D-12-00550.1 (anglicky).
  53. ↑ Natali, SM, Watts, JD, Rogers, BM a kol. V severní permafrostové oblasti byla v zimě pozorována velká ztráta CO 2 . Nature Climate Change 9, 852-857. https://doi.org/10.1038/s41558-019-0592-8
  54. ^ Paul F. Schuster a kol.: Permafrost uchovává celosvětově významné množství rtuti . In: Geophysical Research Letters . páska 45 , 2018, doi : 10.1002 / 2017GL075571 .
  55. ↑ Vědci poprvé měří vypuknutí metanu u Sibiře , Spiegel.de 5. března 2010. Článek odkazuje na Natalii Shakhovou a kol.: Rozsáhlý metan odvádějící do atmosféry ze sedimentů východosibiřské arktické poličky . Science, 5. března 2010: sv. 327, číslo 5970, s. 1246-1250. doi: 10,1126 / věda.1182221
  56. ↑ FAZ.net 27. července 2010: Když se permafrost roztaví, svahy se sklouznou
  57. ↑ Permafrost - A pak byl summit pryč , sueddeutsche.de 27. prosince 2007 (kopie na waltner.co.at)
  58. ↑ Sesuvy půdy
  59. ↑ „Limet“ i bakken forsvinner („„ Lepidlo “zmizí do země.“) - Zpráva 21. května 2009 yr.no ( Bokmål , přístup 23. června 2009)
  60. ^ B. McGuire: Potenciál nebezpečné geosférické reakce na předpokládané budoucí změny klimatu . In: Filozofické transakce královské společnosti . Březen 2010, doi : 10.1098 / rsta.2010.0080 .
  61. ↑ Bretwood Higman a kol.: Sesuv půdy a tsunami v roce 2015 v Taan Fiord na Aljašce . In: Vědecké zprávy . Ne. 12993 , 6. září 2018, tabulka 1, doi : 10,1038 / s41598-018-30475-w .
  62. ↑ Ochrana půd Permafrost před rozmrazováním zvýšením hustoty býložravců
  63. ↑ Pleistocén Arktické megafaunální ekologické inženýrství jako přirozené řešení klimatu