Klima Neue Methode zur Messung des Permafrosts entwickelt

Der Permafrost in den Alpen taut auf. Eine neue Methode mittels der Messung des elektrischen Widerstands erlaubt es nun, seine Temperatur leichter zu erfassen. Bisher waren dazu teure und aufwändige Bohrungen nötig.

Der auftauende Permafrost kann zu häufigeren Felsstürzen führen, wie der Schweizerische Nationalfonds (SNF) mitteilte. Deshalb untersucht ihn die Wissenschaft bereits seit Jahrzehnten. Das geschah bisher mit bis zu hundert Meter tiefen Bohrlöchern. Die teure und aufwändige Methode liefert allerdings nur punktuelle Resultate und gibt keinen Aufschluss über das Eisvolumen.

Der Freiburger Geowissenschaftler Christian Hauck und sein Team entwickelten ein nicht invasives Verfahren mit. Dieses ermöglicht gemäss der Mitteilung des SNF eine Vermessung des Permafrosts über grössere Flächen und ermittelt die Menge an Eis im Boden.

Das Grundprinzip ist demnach einfach: Die Forscherinnen und Forscher leiten zwischen zwei Elektroden Gleichstrom durch den Boden und messen den elektrischen Widerstand. Dieser hängt vom Wasserzustand ab. Eis leitet den Strom schlechter als flüssiges Wasser.

Ist kein Wasser im Boden, ist der Widerstand noch höher. Die Messung gibt damit Aufschluss, ob und wie viel Wasser sich in welcher Form im Boden befindet.

Unwiederbringliche Verluste

Mit den teilweise über tausend Messungen entsteht gemäss Hauck ein dreidimensionales Bild. Daraus errechnen die Forschenden die Menge des Permafrosts – ein schwieriges Unterfangen. Das Modell dazu wird aber ständig verfeinert.

Dabei hilft der Abgleich mit Daten aus Bohrlöchern. So stiegen die Temperaturen in Löchern am Hang des Stockhorns bei Zermatt VS in den letzten 20 Jahren um etwa ein Grad. Der Gefrierpunkt sank somit um mehrere Meter. Mit der Widerstandsmessung gelang es erstmals, den Verlust an Permafrost zu quantifizieren: Dieser lag zwischen 2015 und 2022 bei etwa 15 Prozent des Eises.

In einer weiteren Studie analysierten Hauck und seine Kollegin Christin Hilbich Daten aus Widerstandsmessungen in ganz Europa. Dabei zeigte sich, dass schon ein einziger heisser Sommer wie 2003, 2015 und 2022 Permafrost unwiederbringlich auftauen lässt. Darauf folgende kalte Winter können den Verlust nicht wieder wettmachen.