Das Eis unter dem Feuer: Perus unerwarteter Wasser-Speicher in 5.000 Metern Höhe

„Einer der Gründe, warum diese Feldarbeit bisher niemand gemacht hat: Das Gebiet liegt extrem abgelegen, und wir arbeiten stets oberhalb von 5.000 Metern“, sagt Ramón Pellitero. Der Geograf von der spanischen Nationalen Fernuniversität in Madrid spricht über eine Landschaft, die so abweisend ist, dass Forscher ihr Trinkwasser selbst auf den Berg schleppen müssen - und in der sie dennoch eine Entdeckung machten, die für die Wasserversorgung der trockenen Andenregion entscheidend werden könnte.

Das Eis unter dem Feuerberg

Unter den oberen Flanken des Vulkans Nevado Coropuna, dem höchsten Berg Perus, verbirgt sich eine der größten tropischen Permafrostzonen der Welt. Ein Team um Pellitero wies dort eine gefrorene Bodenschicht von 15 bis 20 Metern Dicke nach, die nur zwei bis vier Meter unter der Oberfläche lagert. Die vollständige Ausdehnung ist noch nicht kartiert, doch die Forscher vermuten, dass ähnliche Bedingungen weit über das untersuchte Gebiet hinausreichen. „Wie dick die Schicht war, hat uns überrascht“, sagt Pellitero. „Das Volumen wird also sehr, sehr groß sein.“

Permafrost verbinden die meisten Menschen mit den Weiten Sibiriens oder der kanadischen Arktis. Doch auch in den Tropen gibt es dauerhaft gefrorenen Boden - vorausgesetzt, die Höhe stimmt. Auf rund 5.000 Metern über dem Meeresspiegel herrschen selbst in Äquatornähe Temperaturen, die den Boden ganzjährig unter null Grad halten können. Tropischer Permafrost ist zwar vom Kilimandscharo in Tansania oder vom Mauna Kea auf Hawaii bekannt, doch die Ausmaße sind dort bescheiden. Eine Permafrostfläche auf dem hawaiianischen Vulkan schrumpfte von etwa 600 Quadratmetern in den 1970er-Jahren auf rund 200 Quadratmeter Mitte der 2010er Jahre - und sie schmilzt weiter.

Unterversorgte Forschung in extremer Höhe

Dass der Permafrost am Coropuna so lange unentdeckt blieb, liegt an den extremen Arbeitsbedingungen. Das Team nutzte eine Kombination aus Bodenradar und vertikaler elektrischer Sondierung, bei der Elektroden in den Boden gesteckt werden, um den elektrischen Widerstand zu messen. Hoher Widerstand zeigt Eis an. Weil die Methode Wasser benötigt, um gut zu funktionieren, und vor Ort keines verfügbar war, mussten die Forscher es selbst den Berg hinauftragen - eine der vielen logistischen Hürden in dieser abgelegenen Region. Stephan Gruber, Geograf an der Carleton University im kanadischen Ottawa, der nicht an der Studie beteiligt war, sieht in der Arbeit einen wichtigen Beitrag: „Die Kombination aus Permafrost und Bergen ist unterforscht, und es gibt viele wichtige Verbindungen zu Gefahren, zu Wasser und zu Ökosystemen. Deshalb finde ich es großartig, dass sie dort forschen.“

Schmelzende Gletscher, wachsende Bedeutung

Der Fund kommt zu einem prekären Zeitpunkt. Die Gletscher der Region, von denen die lokalen Gemeinschaften bisher den Großteil ihres Wassers beziehen, schrumpfen rapide. Im ariden Hochland Perus sind die Eismassen der Anden traditionell die Lebensversicherung: Sie speichern Niederschlag als Eis und geben ihn langsam frei - besonders in Trockenzeiten, wenn kaum Regen fällt. Mit dem voranschreitenden Klimawandel beschleunigt sich jedoch die Gletscherschmelze weltweit. Der Pine-Island-Gletscher in der Westantarktis etwa, einer der größten Verursacher des globalen Meeresspiegelanstiegs, hat sich im 20. Jahrhundert vor allem aufgrund des menschengemachten Klimawandels dramatisch zurückgezogen. In den Tropen sind die Eisverluste nicht weniger folgenreich - nur mit umgekehrten Vorzeichen: Nicht der steigende Meeresspiegel ist das Problem, sondern der schwindende Süßwasservorrat.

„Das Wasser aus dem Permafrost wird immer wichtiger“, betont Pellitero. Wenn die Gletscher als Wasserlieferanten ausfallen, könnte das bislang verborgene Eis im Boden zu einer regional bedeutenden Ressource werden. Wie viel Wasser tatsächlich gespeichert ist und wie es sich bis zum Ende des Jahrhunderts unter den Bedingungen des Klimawandels entwickeln wird, ist eine der zentralen Fragen, die das Team umtreibt. Die nächsten Schritte sind bereits geplant: Mittels elektrischer Widerstandstomografie, einer Technik zur unterirdischen Bildgebung, soll die Permafrostschicht in der Umgebung des Coropuna präziser kartiert werden. „Wenn es in dieser Höhe Permafrost gibt, können wir annehmen, dass er auch dort drüben existiert“, sagt Pellitero. „Aber wir wissen es noch nicht.“

Zwischen Gefahr und Lebensader

Permafrost in Bergregionen ist ein zweischneidiges Schwert. Einerseits speichert er Wasser und stabilisiert Hänge. Andererseits setzt das Auftauen nicht nur Treibhausgase frei, sondern führt auch zu Bergstürzen und Murgängen. Stephan Gruber verweist auf die komplexen Wechselwirkungen, die noch kaum verstanden sind. Die Entdeckung am Coropuna eröffnet daher nicht nur eine geowissenschaftliche Perspektive, sondern auch eine für die Anpassung an den Klimawandel. Wenn das Eis unter der Erde schmilzt, geht es nicht nur um Hydrologie, sondern auch um die Stabilität des Geländes, auf dem Menschen leben und arbeiten.

Die indigenen Gemeinschaften, die in der kargen Hochgebirgsregion Perus siedeln, sind vom Rückgang der Gletscher bereits unmittelbar betroffen. Ihre traditionelle Wasserökonomie ist existenziell bedroht. Die Aussicht, dass unter ihren Füßen eine gewaltige, noch nicht kartierte Eisreserve liegt, könnte neue hydrologische Planungsperspektiven eröffnen - vorausgesetzt, die Datenlage verbessert sich in den nächsten Jahren so, dass verlässliche Prognosen möglich werden. Noch ist der tropische Permafrost Perus eine geophysikalische Überraschung, keine garantierte Wasserreserve für die Zukunft. Doch je schneller die Gletscher verschwinden, desto dringlicher wird die Frage, was der Boden unter ihnen hergibt.

Quellen:

• Tailored supplier strategies could cut emissions better than one-size-fits-all procurement (Phys.org)
• A tropical permafrost layer in Peru may be one of the world’s largest (Science News)
• Human activity has driven retreat of Antarctica’s fastest melting glacier (Phys.org)
• Senior Cats: How to Keep Your Kitty Happy as They Age (Psychology Today - Articles)
• Taking a step back changes group discussions in virtual environments (Phys.org)
• Faster tests reveal six fluoropolymer microplastics, including four rarely tracked types (Phys.org)

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