Mit Klimawandel bringen wir meist zerstörerische Stürme und Flutkatastrophen in Verbindung. Aber auch Dürre, Wüstenbildung, Waldbrände und Hitzewellen. Und natürlich die Polareis- und Gletscherschmelze, die den Meeresspiegel steigen lässt und Strömungen verändert, die bestimmen können, welche Kontinente sich erwärmen, welche abkühlen und welche vielleicht sogar auf eine Eiszeit zusteuern – trotz globaler Erwärmung. Weniger bekannt hingegen ist der Einfluss des Klimawandels auf die harte Erdkruste: Kontinente brechen ein, werden löcherig wie Schweizer Käse, Häuser werden instabil, ganze Städte versinken. Und dann gibt es da noch diese mysteriösen unterirdischen Erdexplosionen, die steile Krater in die Erdkruste reißen. Wissenschafter bekennen, das Phänomen noch nicht wirklich einschätzen zu können. Der Klimawandel könnte noch allerlei Überraschungen bereithalten, die derzeitige Prognosemodelle nicht ins Kalkül ziehen.
Norilsk, 29. Mai 2020, Sibirien, Russland: Ein riesiger Dieseltank brennt, ein Fluss färbt sich rot vom auslaufenden Treibstoff – rund 20.000 Tonnen! Der Monat Mai war der wärmste seit Beginn der Wetteraufzeichnung, 2019 das wärmste Jahr in Russland. In Norilsk war der Boden bis in über einem Meter Tiefe aufgetaut. Der brennende Tank, erst 2018 überprüft, war umgekippt, weil die Pfähle im aufweichenden Boden instabil geworden waren.
Wenn der Boden einfach wegtaut
In Russland macht Permafrost – dauerhaft gefrorene Erde – nahezu zwei Drittel der Fläche des Landes aus. Dort ist die Besiedelung zwar dünn, doch liegen 80 Prozent der Gasförderstätten und viele Ölquellen, um die Industrieanlagen und Städte entstanden sind, auf Permafrostgebiet. Wissenschaftler schätzen, dass die Hälfte des russischen Permafrostbodens wegen des Klimawandels seine Tragfähigkeit bis 2050 verlieren könnte. 54 Prozent aller dortigen Wohngebäude werden davon betroffen sein, heißt es.
Schon 1,5 Grad Erwärmung kann Gebäude in Schieflage bringen, wie in der Stadt Jakutsk geschehen, wo über tausend Bauten bereits beschädigt sind und ständig Straßen repariert werden müssen. Der Boden bricht einfach unter ihnen weg.
Thermokarst nennt sich das Phänomen, wenn im Untergrund Eis schmilzt, Wasser abfließt, Hohlräume entstehen und die Erde darüber einbricht. Und es handelt sich um ein selbstverstärkendes Phänomen: einmal begonnen, setzt es sich in tieferen Schichten fort. Wenn das Wasser in Moorgebieten wegsickert, steigt außerdem die Gefahr von gigantischen Torfbränden. Wenn es sich hingegen staut, bilden sich Seen, die weitere Tauvorgänge beschleunigen.
2019 erklärte das UN-Umweltprogramm das Auftauen der Permafrostböden zu den bisher unterschätzten größten fünf Gefahren des Klimawandels. Außerdem gilt der Permafrosttau inzwischen als Kipppunkt für das Klima. Denn die dabei entweichenden Gase erwärmen die Erde weiter.
Methangas-Explosionen: unberechenbar
Im Jahr 2014 wurde in der sibirischen Tundra ein riesiger Krater im gefrorenen Boden entdeckt. Forscher rätselten um dessen Ursprung: Meteoriteneinschlag, Raketenbeschuss, Außerirdische gar? Inzwi-schen sind 17 weitere solche Krater bekannt und man geht davon aus, dass sie durch unterirdische Explosion von Methangas und Kohlendioxid beim Auftauen des Permafrosts entstehen. Mit der zunehmenden Erwärmung des Klimas wird mit häufigeren Explosionen gerechnet. Sie schleudern Erde und Schlamm wie einen Sektkorken nach oben und hinterlassen Krater mit fast senkrechten Wänden, die sich dann oft mit Wasser füllen – ein Prozess, der die Permafrostschmelze weiter beschleunigt.
Bisher wirkte der Permafrost wie ein Deckel für unterirdische Methangasspeicher. Das Gas konnte nur sehr langsam entweichen, erklärt Ökologin Katey Walter Anthony von der University of Alaska Fairbanks gegenüber National Geographic. Doch wenn der Permafrost taut, erhält der Deckel Löcher. „Wenn wir den Permafrost weiter in einen Block Schweizer Käse verwandeln, sollten wir mehr davon sehen“, meint sie. Und fügt an: „In der Geschichte des Klimawandels ist das ein unberechenbarer Faktor.“
Auch unter dem Meeresboden verbergen sich riesige Speicher an gefrorenem Methanhydrat, das die Erderwärmung als „brennendes Eis“ freisetzen kann. Methanhydrate sind gefrorene Verbindungen aus Methan- und Wassermolekülen, in denen das Gasmolekül chemisch ungebunden in einer Art Käfig aus Wassermolekülen sitzt. Methanhydrate kommen in Tiefen bis zu 2000 Metern unter der Erdoberfläche vor. Ein internationales Team von Forschern am Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung in Kiel fand kürzlich heraus, dass der Klimawandel weitaus größere Mengen Methan aus marinen Hydraten freisetzen könnte als bisher vermutet.
Wenn Gashydrate zwischen Sedimenten schmelzen, kann dies auch Hangrutschungen auslösen. Eines des größten natürlichen Ereignisse, die auf die Destabilisierung der Erdkruste durch Freisetzen von Methanhydraten zurückgeführt wird, ist die sogenannte Storegga-Landrutschung in Norwegen vor ca. 8200 Jahren. Ein Gebiet von der Größe Islands rutschte damals bis zu 800 Meter den Hang hinunter. Funde an Land belegen, dass diese Rutschung eine 10 bis 20 Meter hohe Tsunami-Welle ausgelöst hat. Würde sich ein solches Ereignis heute wiederholen, würde sich der aktuelle Methangehalt der Erdatmosphäre um ein Viertel erhöhen und einen bedeutenden Effekt auf den Klimawandel ausüben, so das Hintergrundpapier des Umweltbundesamtes über Klimagefahren durch tauenden Permafrost.
Freisetzung von Erregern und Giften
Das Aufbrechen der Permafrostschicht hat eine weitere Dimension: Giftiger oder radioaktiver Abfall, der vor allem in Russland in einigen Regionen den Boden verseucht hat, aber wegen des Dauerfrosts bisher unproblematisch war, kann ins Grundwasser, in Flüsse oder in die Atmosphäre gelangen. Genauso wie Viren und Bakterien, die seit Urzeiten dort konserviert waren. In der Tundra von Alaska haben Forscher in Massengräbern das Virus der Spanischen Grippe gefunden.
Französische Wissenschaftler haben beobachtet, dass ein vor 30.000 Jahren im Permafrost eingefrorener Virus im Labor Amöben infizieren konnte. Auch uralte Bakterien, die gegen Antibiotika resistent sind, könnten durch Auftauen zum Leben erweckt werden. Spektrum.de berichtet von solchen „sehr unangenehmen Überraschungen“ im gefrorenen Boden der Nordpolargebiete: Die erste kam im Juli 2016 zum Vorschein - eine ungewöhnliche Hitzewelle befreite Milzbrandbakterien, den Erreger von Anthrax, und eine der gefürchtetsten Biowaffen. 2500 Rentiere und ein Mensch starben. Im Permafrost des Polarkreises liegen aber auch hunderte Opfer von Pocken begraben. Pocken – inzwischen von der WHO als ausgerottet erklärt – waren einst neben Malaria die schlimmste Seuche der Menschheitsgeschichte. Hochansteckend wie Ebola, zehnmal so tödlich wie die Spanische Grippe und so leicht zu verbreiten wie ein Sommerschnupfen, warnt Spektrum.
„Wir wissen nicht, was da im Eis liegt“, sagt die schwedische Mikrobiologin Birgitta Evengard, die ein Forschungsprojekt zu klimawandelbedingten Infektionen in der Arktis leitete, dem Sender NPR. „Es ist die Büchse der Pandora.“
Städte, die im Erdboden versinken
Nicht nur Venedig versinkt. Und nicht nur wegen des steigenden Meeresspiegels. Sondern wegen der übermäßigen Entnahme von Grundwasser, die Hohlräume hinterlässt, weil das Wasser nicht schnell genug nachsickert. Die Schwere der Bauwerke beschleunigt den Einsturz der unterirdischen Hohlräume, die Stadt sinkt. Weitere Faktoren sind mit Beton und Asphalt versiegelte Böden, die das Einsickern von Regenwasser verhindern. Aber auch Gas- und Ölförderung können zu schwerwiegenden Bodensenkungen führen. Nun ist dies nicht direkt eine Folge des Klimawandels, indirekt aber schon: Denn bei Dürre wird noch mehr Grundwasser entnommen und der Prozess entscheidend beschleunigt. Außerdem gibt es an manchen Orten keine alternativen Trinkwasserquellen.
Eine Vielzahl von Städten liegt bereits unter dem Meeresspiegel, was besonders in Küstenlage zur Gefahr wird, zumal auch der Meeresspiegel kontinuierlich steigt. Dämme nützen wenig, denn sie sinken genau wie die Städte mit dem Boden, auf dem sie stehen, ein. Der Effekt ist nahezu irreversibel. Selbst wenn das Sinken gestoppt wird, kann man z.B. durch künstliche Injektion von Wasser höchstens Zentimeter zurückgewinnen.
Jakarta: bis 2050 überflutet
Die am schnellsten versinkende Stadt weltweit ist Jakarta, die Hauptstadt Indonesiens, mit rund 40 Millionen Einwohnern das zweitgrößte Ballungsgebiet der Welt, so der Podcast „Metropole unterm Meeresspiegel“ des Radiosenders SWR. Jedes Jahr sinkt dort der Boden um 25 Zentimeter ab und der Meeresspiegel steigt um fünf Millimeter.
Manila und Singapur, aber auch viele chinesische Städte haben mit Bodensenkungen zu kämpfen: Shanghai, Peking, Ho Chi Minh City – Tribut wirtschaftlichen Fortschritts, denn seit den 1960er Jahren wird in großem Umfang Trinkwasser für Industrie und Landwirtschaft aus dem Boden gepumpt.
Es gibt aber auch Erfolgsgeschichten: In Tokio wurde die Grundwasserentnahme durch den Bau von Stauseen in den Bergen komplett eingestellt und der Prozess gestoppt. Die Stadt war da schon um vier Meter gesunken. Als sich der Grundwasserdruck wieder aufbaute, stieg sie um einige Zentimeter an.
Wenn die Absenkung in Jakarta so weiter geht, sagt Geologe Heri Andreas vom Bandung Institut of Technology in dem SWR-Podcast, werden bis 2050 rund 97 Prozent unter dem Meeresspiegel liegen. Über fünf Millionen Menschen werden davon betroffen sein. Bereits heute befinden sich 40 Prozent des Stadtgebiets unter Wasser. Da der Untergrund aber nicht gleichmäßig schrumpft, geraten immer wieder Häuser in Schieflage, Straßen brechen einfach auseinander. Ein Projekt zur Injektion von Wasser in den Untergrund brachte keinen Erfolg. Denn Jakarta steht auf einer undurchdringlichen Müllschicht, die das Vorantreiben der Rohre unmöglich machte.
Dürre beschleunigt Landschwund
Der Klimawandel ist nicht die Hauptursache für sinkende Städte, aber er beschleunigt das Phänomen. Ein Beispiel ist das San Joaquin Valley in Kalifornien, zwischen den Gebirgszügen der Sierra Nevada und den Coast Mountains gelegen. Wegen der fruchtbaren Böden hat die Landwirtschaft dort eine lange Tradition, doch vor allem bei Dürre muss intensiv bewässert werden. Dabei werden immer tiefere Wasserschichten angezapft, sodass sich die Landschaft nach und nach senkt. In den 1920er bis 1970er Jahren wurde so viel Wasser gefördert, dass ein Landschwund von bis zu achteinhalb Metern gemessen wurde!
Viele Küstenstädte sinken schneller als die Meeresspiegel steigen. Sie werden wohl um einiges früher von Überschwemmungen betroffen sein als bislang angenommen, heißt es 2025 in einem Artikel von National Geographic. Mithilfe von Satellitendaten wurde darin das Absinken von 99 Küstenstädten weltweit im Zeitraum von 2015 bis 2020 ausgewertet. In 33 der 99 Städte sinkt ein Teil um mindestens zehn Millimeter pro Jahr. Dieser Wert sei bis zu fünfmal höher als der weltweite mittlere Anstieg des Meeresspiegels. Die Ursachen sind von Stadt zu Stadt verschieden. Auch Gas- und Ölförderung – wie etwa im Golf von Mexiko – können dabei eine große Rolle spielen.
Für Jakarta hat sich die indonesische Regierung bereits eine „Lösung“ ausgedacht: eine neue Hauptstadt soll gebaut werden. Aber was wird aus den Menschen, deren Immobilien jetzt schon unverkäuflich sind, denn wer will dort noch investieren? Sinkende Städte, wegtauendes, einbrechendes Land – ein weiterer Grund für klimabedingte Armut und Migration.
