Höhere, aber variablere jährliche CO2‑Emissionen aus Seen in trockeneren arktischen Landschaften

Warum arktische Seen für unser Klima wichtig sind

Die Arktis erwärmt sich schneller als der Rest des Planeten, und ihre Böden enthalten riesige Mengen gefrorenen Kohlenstoffs. Ein großer Teil dieses Kohlenstoffs passiert schließlich Seen, bevor er in die Atmosphäre gelangt. Diese Studie stellt eine auf den ersten Blick einfache, aber folgenreiche Frage: Setzen Seen in feuchteren arktischen Regionen mehr Kohlendioxid (CO2) frei als Seen in trockeneren Regionen, oder ist das Gegenteil der Fall? Durch die Zusammenführung von Daten aus mehr als 200 Seen in Alaska, Kanada, Grönland, Sibirien und Skandinavien zeigen die Autorinnen und Autoren, dass einige der stärksten und am wenigsten vorhersehbaren CO2‑Emissionen tatsächlich aus trockeneren arktischen Landschaften stammen — ein Ergebnis, das langgehegte Annahmen über den Wasser‑ und Kohlenstofftransport im hohen Norden in Frage stellt.

Wo die Seen liegen und wie feucht es dort ist

Die Forschenden begannen damit, arktische Seen anhand einer einfachen Klimagröße zu kartieren: dem sommerlichen Wasserbilanzsaldo, definiert als Niederschlag minus der potenziellen Verdunstung. Regionen, in denen die Verluste die Zuflüsse übersteigen, wurden als „trockener“ eingestuft, Gebiete mit Überschuss als „feuchter“. Überraschenderweise entfällt fast 60 % der nördlichen Permafrostzone auf die trockenere Kategorie, und diese Trockengebiete enthalten etwa 2,7‑mal so viele Seen wie feuchtere Regionen. Mit langjährigen Klimadaten und hochauflösenden Geländekarten charakterisierten die Forschenden zudem das Umfeld jedes Sees — wie steil oder flach die Landschaft ist, wie viel Boden‑Kohlenstoff vorhanden ist und ob Niedermoore vorhanden sind.

Mehr CO2 aus trockeneren Gebieten und deutlich geringere Vorhersagbarkeit

Entgegen der Vorstellung, dass feuchtere Regionen mit mehr Abfluss Seen stärker mit Kohlenstoff versorgen und damit höhere CO2‑Emissionen verursachen sollten, zeigte die Datenauswertung ein umgekehrtes Muster. Mehr als 80 % aller Seen erwiesen sich als Nettoquellen von CO2 in die Atmosphäre, aber Seen in trockeneren Regionen emittierten im Mittel mehr CO2 und wiesen deutlich größere Unterschiede von See zu See auf. Sowohl die niedrigsten als auch die höchsten jährlichen CO2‑Flüsse im gesamten Datensatz stammten aus diesen Trockengebieten. Wenn die Emissionen auf die Größe des Einzugsgebiets eines Sees bezogen wurden, fielen die Werte in trockeneren Regionen erneut deutlich höher aus — mehr als um eine Größenordnung im Vergleich zu feuchteren Gebieten. Das deutet darauf hin, dass Seen in trockenen Landschaften als konzentrierte „Hotspots“ fungieren, in denen Kohlenstoff umgewandelt und freigesetzt wird, anstatt nur weitergereicht zu werden.

Wie Wasserwege das Schicksal des Kohlenstoffs prägen

Zur Erklärung dieses Kontrasts richten die Autorinnen und Autoren den Blick auf die Wasserbewegung. In feuchteren, oft gebirgigeren Regionen schaffen reichliche Niederschläge und steilere Hangneigungen starke Verbindungen zwischen Böden, Bächen und Seen. Von der Landschaft weggespülter Kohlenstoff wird in kleinen Flüssen relativ schnell transportiert, mit kurzen Verweilzeiten in Seen. In diesem „rohrartigen“ Setting verweilt das Wasser nicht lange, sodass Seen einen Großteil des eingetragenen Kohlenstoffs stromabwärts exportieren, anstatt ihn vor Ort zu emittieren. In trockeneren, flacheren Gebieten hingegen sind Bäche spärlich oder episodisch, und viele Seen haben kaum oder keinen Oberflächenabfluss. Wasser, das dorthin gelangt, kann lange verweilen, wodurch organisches Material sich ansammelt, im Wasser und in Sedimenten langsam abgebaut wird und über längere Zeiträume CO2 freigesetzt. Dieses „reaktorähnliche“ Verhalten erklärt sowohl die höheren mittleren Emissionen als auch die starke Variabilität von See zu See.

Niedermoore und verborgene Kohlenstoffspeicher

Niedermoore fügen dem Bild eine weitere Dimension hinzu. Ungefähr 40 % der in der Studie betrachteten Seen hatten Niedermoore in ihren Einzugsgebieten, die wie Schwämme für Wasser und organisches Material wirken. In feuchteren Regionen emittierten Seen, die von Niedermooren entwässern, zwar mehr CO2 als Seen ohne Niedermoore, aber nur in etwa um den Faktor zwei. In trockeneren Regionen hingegen war das Vorhandensein von Niedermooren mit einem achtfachen Anstieg der Emissionen verbunden. Flache, niedrig gelegene Torfgebiete, etwa in den russischen Tiefländern, können riesige Wassermengen und Kohlenstoff speichern; wenn die Bedingungen stimmen, geben sie kohlenstoffreiches Wasser an verbundene Seen ab und fördern hohe CO2‑Freisetzungen. Insgesamt haben trockene Einzugsgebiete in der Arktis tendenziell auch dickere, kohlenstoffreichere Böden, die einen großen, aber ungleichmäßig genutzten Vorrat an organischem Material darstellen, der durch Regen, Schneeschmelze oder Permafrostauftau mobilisiert werden kann.

Blick nach vorn in einer sich verändernden Arktis

Die Studie kommt zu dem Schluss, dass mit der Intensivierung des arktischen Wasserkreislaufs — bei Veränderungen von Niederschlag, Verdunstung und Permafroststabilität — Änderungen der CO2‑Emissionen aus Seen nicht allein davon abhängen werden, wie feucht eine Region wird, sondern auch von ihrer Topographie, ihren Boden‑Kohlenstoffvorräten und dem Umfang an Niedermooren. Weil derzeit trockene Regionen die arktische Landschaft dominieren und viele ihrer Seen beherbergen, könnten deren stark variable Emissionen die gesamte Kohlenstoffbilanz der Region wesentlich beeinflussen und das künftige Verhalten schwerer vorhersagbar machen. Für Nichtfachleute ist die Botschaft klar: Arktische Seen in trockenen Landschaften sind keine ruhigen Randgewässer, sondern dynamische Reaktoren, in denen gespeicherter Kohlenstoff effizient in CO2 umgewandelt werden kann. Zu verstehen, wann sie starke Quellen, mäßige Quellen oder sogar temporäre Senken sind, wird entscheidend sein, um verlässliche Klimaprognosen für einen sich rasch verändernden Norden zu erstellen.

Zitation: Hazuková, V., Alriksson, F., Gudasz, C. et al. Higher, but more variable, annual CO₂ emissions from lakes in drier Arctic landscapes. Commun Earth Environ 7, 238 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03275-8

Schlüsselwörter: Arktische Seen, Kohlendioxidemissionen, hydrologische Konnektivität, Permafrost‑Kohlenstoff, Niedermoore