Short and long-term thermokarst dynamics due to climate changes and human impacts in Central Yakutia, Siberia

• Applicant: Dr. Mathias Ulrich
• Subject Area: Physical Geography
• Term: from 2013 to 2019
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 232311661

Die Degradation eisreichen Permafrostes stellt eine bedeutende Umweltveränderung in den hohen Breiten dar und führt zur Ausprägung charakteristischer periglazialer Hohlformen (Thermokarstsenken). Diese sind in Zentraljakutien (Ostsibirien) weit verbreitet. Das Auftauen des Permafrostes aufgrund erhöhter Lufttemperaturen im Übergang vom Spätpleistozän zum Holozän führte zur Senkung von Geländeoberflächen und zur anschließenden Bildung von Thermokarstseen und -senken. Die vergangene Thermokarstentwicklung war ein überwiegend klimagesteuerter Prozess. Heute unterliegen die Landschaften in Zentraljakutien starken kurzfristigen Änderungen in Folge intensiver Landnutzung, extremer Wetterereignisse sowie der derzeitigen globalen Erwärmung. Es konnte bis heute nicht ausreichend geklärt werden, wie und wann Thermokarstsenken in Zentraljakutien gebildet wurden oder wie sie sich langfristig während des Holozäns entwickelt haben. Es ist weder für das Holozän noch für die kurzfristige rezente Dynamik von Thermokarstsenken und -seen geklärt, welche klimatischen, morphologischen oder hydrologischen Parameter diese beeinflussen. Für die rezente Dynamik ist der anthropogene Einfluss auf die Landschaftsentwicklung zusätzlich von besonderem Interesse, da die menschliche Existenz in dieser besiedelten Permafrostregion stark mit der Nutzung von Thermokarstsenken und -seen verbunden ist. Das übergeordnete Ziel des Projektes ist die Rekonstruktion von Prozessen der holozänen und subrezenten Permafrostdegradation, deren Einflussfaktoren und deren Auswirkungen auf die Umwelt in langfristigen und kurzfristigen Zeitskalen (tausendjährlich bis subdekadisch) in den subarktischen Regionen Zentraljakutiens. Auf dieser Grundlage werden die zukünftige Landschaftsentwicklung und potentielle Gefahren im Zusammenhang mit Thermokarst beurteilt. Um dieses Ziel zu erreichen, werden anhand eines innovativen Ansatzes Fernerkundungs- und GIS-methoden mit detaillierten geomorphologischen und sedimentologischen Untersuchungen in hohen zeitlichen Auflösungen an verschiedenen Thermokarststandorten kombiniert. Auf lokaler Ebene werden umfangreiche Geländearbeiten durchgeführt, um auch kleinräumige Variationen zu verstehen, die im Zusammenhang mit kryolithologischen, Relief-bedingten und hydrologischen Bedingungen sowie der Vegetationsbedeckung und der Landnutzung entstehen können. Bei der Untersuchung der Thermokarstdynamik müssen sowohl die verschiedenen Eigenschaften als auch die mannigfaltige Genese der gefrorenen Sedimente berücksichtigt werden. Fernerkundungsmethoden werden genutzt und mit genauen Geländekenntnissen kombiniert, um Thermokarstprozesse auf großen räumlichen Skalen zu erfassen. Die Lena-Aldan-Amga Region östlich und nordöstlich von Jakutsk ist von besonderem Interesse, da diese besiedelte Region besonders von Thermokarstprozessen in eisreichen Permafrostablagerungen betroffen ist. Diese Ablagerungen reagieren zudem besonders sensibel auf die globale Erwärmung.

• DFG Programme: Research Grants