Arktis Permafrost Pingo Permafrostböden Vorkommen und Arten von Permafrost Frostmusterboden Tundrenklima

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Klimaforschung in der Arktis

Pingo

Pingos sind in Dauerfrostgebieten auftretende Hügel, die auf Grund der Ausdehnung eines unterirdischen Wasservorkommens, welches gefriert, entstehen. Diese, durch den Eiskern aufgeworfenen Hügel erreichen eine Höhe von bis zu 60m und einen Durchmesser von bis zu 200m normalerweise erreichen sie aber nur eine Höhe von 1m.

Bei dem Wasser, das den Eiskern bildet, handelt es sich zumeist um Schmelzwasser, das sich in dem kurzen Sommer in dem oberflächlich aufgetauten Boden gesammelt hat; nach unten kann es nicht abfliessen, weil der Boden dort gefroren ist.

Da die Verdunstung viel zu gering ist , um den Boden wieder auszutrocknen, friert der noch nasse Boden und oben genannter Effekt tritt ein. Wenn man sich die Voraussetzungen für Pingos vor Augen hält ist es nur allzu verständlich, dass sie fast nie einzeln auftreten, sondern in grossen Gruppen und riesige Flächen bedecken.

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Permafrostböden

Als Arktis werden die um den Nordpol liegenden Land- und Meeresgebiete bezeichnet. Der Nordpol selber wird von einer ständigen auf dem Polarmeer schwimmenden Eiskappe bedeckt , und verfügt daher über keine Böden. Wenn von arktischen Böden gesprochen wird sind die Böden Grönlands, der Kanadischen Arktis, Archipels, der sibirischen Inseln sowie die Böden der nördlichen Teile Amerikas, Asiens und Europas gemeint .

Bei den Böden dieser Breiten handelt es sich um Permafrostböden (Dauerfrostböden), sie sind zum Teil bis in eine Tiefe von 300 Meter gefroren und tauen in den südlicheren Bereichen im Sommer nur oberflächlich auf . Unter der Schneedecke befinden sich unterschiedliche Sorten von Boden, während Gletscher in einigen Bereichen nur noch den nackten Fels übrig lassen, befinden sich geraden in Sibirien und auf Grönland prinzipiell gute Böden (mineralien-, nährstoffreich), die wegen der kurzen Vegetationsperiode freilich nicht genutzt werden können. Ausserdem gibt es grosse Öl-, Erdgas und Kohlevorkommen im arktischen Boden. Als Folge der extremen klimatischen Gegebenheiten treten in arktische Böden oft besondere Phänomene wie zum Beispiel Solifluktion, insbesondere der Frostmusterboden oder der Pingo auf.

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Frostmusterböden

Während dem kurzen arktischen Sommer steigt die Temperatur der obersten Bodenschicht über 0 Grad Celsius. Die oberste Bodenschicht schmilzt. Die aufgetaute Schicht nennt man in der Fachsprache "active layer (= aktive Schicht). In dieser aufgetauten Schicht wurzeln Pflanzen und finden Insekten ihren Lebensraum. Der Frostmusterboden ist ein Strukturboden der durch kreisförmig bis sechseckig angeordnete Steine, die sich wabenähnlich über den Boden erstrecken, gekennzeichnet ist.

Dieses Erscheinungsbild hängt unmittelbar mit dem obengenannten Phänomen, dem Pingo, zusammen. Weil sich nämlich die Steine, der Schwerkraft folgend, in den Rillen zwischen den Pingos sammeln, bleiben im Sommer, wenn die Schneedecke und die Pingos abgetaut sind, die Steine und Gröllmassen in den ehemaligen Rillen zwischen den Pingos zurück und bilden ein Kreis- bis Sechseckmuster.

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Das Tundrenklima

Das Tundrenklima ist von harten Wintern, niedrigen Temperaturen, geringen Niederschlägen und einem kurzen Sommer gekennzeichnet. Die mittleren Monatstemperaturen in Clyde auf der Baffin-Insel bewegen sich beispielsweise zwischen 7 °C und -31 °C, wobei das Jahresmittel bei -12 °C liegt. Die Temperaturen im Kontinentinnern sind dabei eher extremer, sowohl was Kälte als auch was Wärme angeht, weisen jedoch ungefähr ähnliche Jahresmittel auf. Besonders die arktische Tundra wird stark vom Dauerfrostboden beeinflusst, einer Schicht gefrorenen Unterbodens.

Der Oberboden, der meist steinig ist, taut im Sommer bis in unterschiedliche Tiefen auf. Die Kombination von gefrorenem Boden und flachem Gelände< verhindert in der Tundra den Wasserabfluss. Das Wasser, das an der Oberfläche gehalten wird oder die obere Bodenschicht sättigt, bildet Teiche und Sümpfe, die für die Feuchtigkeit der Pflanzen sorgen und dadurch den geringen Niederschlägen entgegenwirken.

An vergleichsweise gut entwässerten Stellen entstehen durch das zeitweise Gefrieren und Tauen Risse im Boden, die ein regelmässiges Polygonmuster bilden. In schlecht entwässerten Gebieten entstehen unregelmässige Geländeformen wie Eishügel oder Erdhügel, Frostbeulen und Erdstreifen. Durch das Tauen von Hängen im Sommer kann es über die Abwärtsbewegung des Bodens zur Bildung von Solifluktions- oder "Fliesserde"-Terrassen kommen. Alle diese Muster, die in der arktischen Tundra ausgeprägt sind, treten in kleinerem Massstab auch in der Gebirgstundra auf. Bei der Gebirgstundra sind die sogenannten Felsfluren vorherrschend, ein felsiger Erdboden, wo ausschliesslich Flechten wachsen können. Die zahlreichen Mikrohabitate, die diese Geländeformen bieten, machen die Tundrenlandschaft vielfältig.