Erwachen im Eis: Wie uralte Bakterien aus dem Permafrost den Klimawandel beschleunigen könnten
Erwachen im Eis: Wie uralte Bakterien aus dem Permafrost den Klimawandel beschleunigen könnten
Die fortschreitende Erderwärmung lässt die Permafrostböden der nördlichen Hemisphäre zunehmend auftauen – mit weitreichenden Folgen für Klima und Biosphäre. Eine aktuelle Untersuchung der University of Colorado Boulder zeigt nun, dass in den gefrorenen Böden konservierte Mikroorganismen nach Zehntausenden von Jahren wieder aktiv werden können. Diese Wiedererweckung uralter Bakterien birgt nicht nur ökologische Risiken, sondern könnte auch den Klimawandel weiter verstärken.
Jahrtausendealter Lebenszyklus im Eis
Permafrostböden speichern gewaltige Mengen an organischem Material, das über Jahrtausende eingefroren blieb. Während dieser Zeit überdauerten auch Mikroben, die sich nun mit dem Schmelzen des Bodens erneut zu regen beginnen. Proben, die Forscher in einem unterirdischen Permafrosttunnel des U.S. Army Corps of Engineers in Zentralalaska entnahmen, stammen aus Schichten, die bis zu 40.000 Jahre alt sind.
„Das ist eines der größten Rätsel der Klimaforschung“, erklärt ein beteiligter Wissenschaftler der University of Ottawa, die parallel an verwandten Projekten arbeitet. „Wir wissen, dass im gefrorenen Boden enorme Mengen Kohlenstoff gespeichert sind. Die entscheidende Frage lautet: Wie stark wird das Auftauen dieser Böden die Erderwärmung beeinflussen?“
Experimente mit uralten Mikroben
Um den Aktivierungsprozess zu untersuchen, versetzten die Forscher die Proben mit Wasser, das mit schwerem Wasserstoff (Deuterium) angereichert war, und lagerten sie bei Temperaturen zwischen vier und zwölf Grad Celsius – Bedingungen, die für die arktischen Sommer typisch sind. Auf diese Weise konnten sie nachvollziehen, wie die Bakterien das Wasser aufnehmen und für den Aufbau neuer Zellmembranen nutzen – ein klarer Hinweis auf biologisches Wachstum.
Anfangs vermehrten sich die Mikroben äußerst langsam, teilweise wurde nur eine von 100.000 Zellen pro Tag ersetzt. Doch nach rund sechs Monaten bildeten sie erstmals sichtbare Biofilme – schleimige Strukturen, die für viele aktive Bakteriengemeinschaften typisch sind.
„Diese Proben sind keineswegs tot“, so ein beteiligter Mikrobiologe. „Sie können organisches Material abbauen und dabei Kohlendioxid freisetzen.“
Verstärkender Klimaeffekt
Die Studie liefert damit einen beunruhigenden Befund: Sobald die Bakterien wieder aktiv werden, beginnen sie, das im Boden eingelagerte organische Material zu zersetzen. Dabei entstehen Treibhausgase wie CO₂ und Methan, die wiederum die globale Erwärmung beschleunigen. Forscher sprechen in diesem Zusammenhang von einem potenziell selbstverstärkenden Kreislauf – einem „Permafrost-Rückkopplungseffekt“.
Besonders kritisch ist dabei nicht die kurzfristige Hitze einzelner Sommertage, sondern die Verlängerung der warmen Jahreszeiten. „Wenn die Temperaturen länger hoch bleiben, dringt die Wärme tiefer in den Boden ein“, so die Forscher. „Das kann dazu führen, dass Mikroben über Monate hinweg aktiv bleiben und zusätzliche Emissionen verursachen.“
Globale Bedeutung des Phänomens
Permafrostböden bedecken rund ein Viertel der Landfläche der Nordhalbkugel – vor allem in Alaska, Sibirien und Teilen Kanadas. Trotz dieser riesigen Ausdehnung wurde bisher nur ein winziger Bruchteil der dort konservierten Mikroorganismen erforscht.
Die neuen Erkenntnisse verdeutlichen, dass das Auftauen des Permafrosts nicht nur eine Folge des Klimawandels ist, sondern selbst zu dessen Beschleunigung beitragen könnte. Während der Planet sich weiter erwärmt, könnte sich damit eine jahrtausendealte, mikrobielle Dynamik entfalten – mit Konsequenzen, die die Wissenschaft erst zu erahnen beginnt.
Siehe auch
Wissenschaftliche Studie
- Microbial Resuscitation and Growth Rates in Deep Permafrost: Lipid Stable Isotope Probing Results From the Permafrost Research Tunnel in Fox, Alaska | Publikation in AGU, 23. September 2025.
Fußnoten
- Klimawandel: Bakterien nach 40.000 Jahren im Permafrost wiedererweckt | Forschung und Wissen, 6. Oktober 2025.